【摘 要】
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为了研究垂直运动速度对于起电过程和电荷结构形成的影响,利用三维起电放电云模式,通过对一个强雷暴单体的模拟,针对垂直速度场中冰相物含量及其携带电荷的分布和演变特
【机 构】
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中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室,北京100081
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为了研究垂直运动速度对于起电过程和电荷结构形成的影响,利用三维起电放电云模式,通过对一个强雷暴单体的模拟,针对垂直速度场中冰相物含量及其携带电荷的分布和演变特征进行了分析.结果显示,在整个雷暴生命史期间上升速度区(5m/s＞垂直气流速度W≥1m/s)内的冰相物在起电过程中获得的总电荷量最大,数量级达到了1014nC.但在闪电活动开始之前,上升速度区2(W≥13m/s)和上升速度区1(13m/s＞W≥5m/s)中产生的电荷量与同时段其它几个垂直速度区间产生的电荷量相比则更多,数量级达到了1013nC,对于雷暴初期闪电活动具有明显的影响.准稳定区的垂直速度条件(1 m/s＞W＞-1 m/s)最有利于携带异种电荷的冰相物的重力分离,因而明显的净电荷分层往往出现在准稳定区及其相邻区域里.基于这些分析,建立了一个流场中冰相物起电、电荷分离,并最终形成电荷分层结构和导致闪电的概念模型,较好的解释了观测中发现的"闪电洞"现象生成的物理机制.
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