毕业论文文献综述范本

对地闪连续电流过程进行观测的手段多样,除利用罗氏线圈或同轴分流器对其电流进行直接的测量外,还常利用闪电电磁场测量系统和高速摄像等光学测量系统探测连续电流过程产生的电磁场和光辐射信号,甚至还可以通过测量的磁场和闪电通道亮度来反演连续电流,此外,还有其他的间接测量手段。
Saito等人利用同轴分流器观测到6个高建筑物上的上行负闪电的连续电流,并估算了云中电荷的位置和数量。同轴分流器测量到的电荷量和从电场资料估计的电荷量有很好的一致性[10]。Fisher等人测量了触发闪电通道的底部电流,并把回击之后的持续时间超过10ms的连续电流波形划分为四类[11]。张翠华等人利用高时间分辨率的电场变化资料统计分析了我国甘肃和广东地区的连续电流特征[12]。Ross等人对含有连续电流的回击进行了电磁同步观测,分析发现对连续电流的探测距离,磁场比电场探测得更长[13]。周忠华和刘欣生利用自制的磁场测量系统对人工触发闪电近距离的静磁场进行了测量,由此反演出的电流特征与同轴分流器的电流直接测量以及静电场、相对光强等的同步测量结果相符合[14]。Diendorfer等人开发了一个软件工具证明了闪电电流和发光强度之间的相关性,并利用这种良好的相关性和这个软件工具来估计闪电分支通道的电流。但因高速摄像的时间分辨率的限制(2ms每帧),只能用于高塔上行引发的闪电的初始电流阶段[15]。周恩伟分析了触发闪电通道的亮度和其底部电流的相关性,并利用闪电通道亮度反演闪电电流[16]。张义军等人对人工触发闪电电流、跨步电压进行了直接测量,分析发现,在正电场下触发的慢型放电过程由连续电流和双极性的电流脉冲过程组成,跨步电压与电流的测量结果相一致,是一种间接测量电流的方法[17]
连续电流过程在慢电场变化波形和高速摄像图片上都有直接的体现,相对来说也易于获得。而自然闪电的随机性给闪电通道电流的直接测量带来相当大的困难,地面高建筑物的上行闪电和人工触发闪电的观测数据有限,且其与自然下行地闪还存在差别。而通过磁场遥测对自然闪电的电流进行反演和估计的结果与实际值不可避免的存在误差。另外,根据闪电通道的发光强度反演连续电流,受实际观察中观测距离、降水粒子的散射、天空背景的亮度、气象能见度以及三维闪电通道路径的不规则性等的影响,所得到的具体反演公式可能无法直接应用[16]。因此,国内外相关研究人员大多采用电场变化和高速摄像等光学手段观测研究地闪的连续电流过程。
闪电的光学与电学观测一直是闪电的重要观测手段,他们互有优缺点。与电学观测手段相比,光学观测有自己的特色:光学观测能够形象直观地展现闪电几何形状、通道亮度、通道发展等细微变化特征;光学观测不仅可以识别多接地点闪电中几乎同时发生的多个接地点的回击事件,还可以区分短时间之内发生的不同闪电事件中的回击事件。但高速摄像的时间分辨率有限,一般为毫秒级,并且其存储时间很长,长达十分钟左右,不利于观测密集发生的闪电。电学观测也有光学观测所不能及的优势:如闪电所引起的电流和电场变化能够反映闪电放电过程中电荷的转移与中和;电学观测资料的时间分辨率也是目前常用的光学观测难以达到的,因此电学观测资料能够用于对非常精细的闪电物理过程(如回击、梯级先导)进行分析。但地面电场等电学观测手段不能区分短时间内发生的不同闪电事件。可见,光学和电学的同步观测资料能够相互补充,可以全面、准确地对闪电的物理过程进行详细研究和分析。因此,本文综合采用电场变化和高速摄像的光学手段对连续电流过程进行观测,以更准确、可靠的对连续电流过程进行研究。
浏览次数:  更新时间:2017-10-19 10:35:59
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