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蓝色喷流事件与雷暴云内放电研究新发现

发布日期: 
2018-03-13

 

发生在对流层顶附近的强雷暴会产生向上的蓝色喷流放电,之前的研究普遍认为是由于频繁的负地闪活动引起雷暴电荷的不平衡性,导致上部的正电荷区和云顶屏蔽电荷区之间发生了电击穿。然而其在雷暴云中的产生机理和与云内放电之间的关系还不太清楚。

近日,中国科学院近地空间重点实验室祝宝友副教授课题组首次报道了发生在雷暴云顶附近的双极性窄脉冲事件与中高层向上放电(蓝色喷流)之间存在紧密联系的新发现。该研究成果以“Observations of blue discharges associated with negative narrow bipolar events in active deep convection”为题在线发表于国际顶级期刊《Geophysical Research Letters》(论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017GL076207/full),博士生刘非凡为第一作者,祝宝友副教授和中科院大气物理研究所陆高鹏研究员为共同通讯作者,合作者还包括地空学院雷久候教授。该研究工作得到了国家自然科学基金、973国家重点研发项目的资助。

该研究利用具有连续无缝采集(采样率5 MHz)、放电事件类型识别和多站实时匹配定位能力的江淮地区天电阵列,该阵列是课题组在国家自然科学基金和中国科学院近地空间重点实验室资助下建设的新一代闪电探测网络(图1 为系统站点分布图)。通过分析系统对发生在太湖上空一次强雷暴产生的VLF/LF信号记录,结合台湾ISUAL光学观测卫星所记录的中高层大气放电资料,通过对比发现蓝色喷流事件都伴随着发生在云顶附近的负极性双极性窄脉冲,如图2所示。这一结果首次证实了发生在雷暴云顶附近的负极性窄脉冲事件是蓝色喷流事件的云内始发过程,丰富了中高层向上放电与云内放电之间的关系,为利用电信号来探测发生在雷暴云顶中高层放电提供了新观测思路。同时也验证了江淮地区天电阵列具备捕获发生在云顶附近细微放电的能力,为进一步探究对流层与中高层之间耦合关系和反演低电离层特性奠定了基础。

1     江淮地区闪电阵列系统站点分布图(2018年)

    2  蓝色喷流事件光学信号(d)和负极性双极性窄脉冲事件的VLF/LF波形(c)时间对比