分形闪电通道模型的建立及其电磁辐射特征.PDFVIP

第３３卷第６期 大 气 科 学 学 报 Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．６ ２０１０年１２月 ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＳｃｉｅｎｃｅｓ Ｄｅｃ．２０１０ 张其林，冯建伟，赵中阔，等．分形闪电通道模型的建立及其电磁辐射特征［Ｊ］．大气科学学报，２０１０，３３（６）：７１９７２４． ＺｈａｎｇＱｉｌｉｎ，ＦｅｎｇＪｉａｎｗｅｉ，ＺｈａｏＺｈｏｎｇｋｕｏ，ｅｔａｌ．Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｆｒａｃｔａｌｃｈａｎｎｅｌｍｏｄｅｌａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｓ ［Ｊ］．ＴｒａｎｓＡｔｍｏｓＳｃｉ，２０１０，３３（６）：７１９７２４． 分形闪电通道模型的建立及其电磁辐射特征 １，２ １，２ ３ ３ 张其林 ，冯建伟 ，赵中阔 ，卞建春 （１．南京信息工程大学 气象灾害省部共建教育部重点实验室，江苏 南京　２１００４４； ２．南京信息工程大学 大气物理学院，江苏 南京　２１００４４； ３．中国科学院大气物理研究所 中层大气与全球环境探测开放实验室，北京　１０００２９） 摘要：基于高速摄像系统获取的自然闪电通道形状，利用分形方法构建了分形闪电通道模型，分析 计算了闪电通道的弯曲对地面附近不同方位、不同距离处回击电磁场的影响。结果表明，在 １００ｍ 到１０ｋｍ的近距离范围，不同方位的回击垂直电场峰值之比为０８～２３；而当距离增加时，这种差 别逐渐消失。但无论距离远近，地面水平磁场随方位角都存在较明显的差异，不同方位的回击磁场 峰值差异达到２～４倍。与假定通道笔直的回击模型相比，分形闪电通道模型能很好地再现回击过 程电磁辐射的高频分量和次峰等细微现象。 关键词：回击；通道形状；分形；垂直电场；辐射场 中图分类号：Ｐ４２７．３２１　　文献标识码：Ａ　　文章编号：１６７４７０９７（２０１０）０６０７１９０６ ＦｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＦｒａｃｔａｌＣｈａｎｎｅｌＭｏｄｅｌａｎｄ ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄｓ １，２ １，２ ３ ３ ＺＨＡＮＧＱｉｌｉｎ ，ＦＥＮＧＪｉａｎｗｅｉ ，ＺＨＡＯＺｈｏｎｇｋｕｏ，ＢＩＡＮＪｉａｎｃｈｕｎ （１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌＤｉｓａｓｔｅｒｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＮＵＩＳＴ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００４４，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｈｙｓｉｃｓ，ＮＵＩＳＴ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１００４４，Ｃｈｉｎａ；３．ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＭｉｄｄｌｅＡｔｍｏｓｐｈｅｒｅａｎｄＧｌｏｂａｌ ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＯｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ（ＬＡＧＥＯ），ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００２９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｌｉｇｈｔｎｉｎｇｃｈａｎｎｅｌｏｂｓｅｒｖｅｄｗｉｔｈａｈｉｇｈｓｐｅｅｄｄｉｇｉｔａｌｉｍａｇｅｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｆｒａｃｔａｌ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇｃｈａｎｎｅｌｍｏｄｅｌｉｓｆｏｒｍｕｌａｔｅｄｗｉｔｈｔｈｅｆｒａｃｔａｌｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅａｎａｌｙｓｅｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆ ｌｉｇｈｔｎｉｎｇｃｈａｎｎｅｌｔｏｒｔｕｏｓｉｔｙｏｎｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｓｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｚｉｍｕｔｈｓａｎｄｄｉｆｆ