固定电荷背景下不同类型闪电初始云内有利条件的研究开题报告
2022-01-16 20:32:08
全文总字数:7102字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
闪电在雷暴云中产生,是一种强烈的大气放电现象,而不同类型闪电形成的原因则一直是困扰雷电科学研究领域的难题之一,大量的研究表明闪电类型可能与雷暴云中电荷分布息息相关[1-6]。并且不同类型的闪电有不同的行为特征,因此研究形成不同类型闪电的云中初始条件具有十分重要的科研以及实用意义。
虽然也有很多的学者就上述课题进行了非常多的研究,但是由于观测手段有限,难以得知云内每一部分的实时情况,运用模式分析则可以模拟出雷暴云内的情况,而且近年来,随着建筑高度的增加,上行闪电的出现也渐渐得到越来越多的关注。本文运用数值模拟的方式,加入上行闪电,探究形成不同类型闪电的初始云内有利条件。这一课题的探讨不仅对雷电科学领域的研究有重要意义,而且对雷电监测预警和建筑防雷也有着重要的意义。
国内外研究现状
富兰克林于16世纪中期通过著名的风筝实验,发现了雷暴云中带电,还制作避雷针并发现闪电传送下来的电荷主要为负电荷,由此他判断雷暴云底部存在负电荷堆[7]。由于科技水平的限制,许多推测和研究都还只是停留在理论阶段,随着时代的进步和科技的发展,很多理论研究得到证实,很多科学技术手段为科研提供了有力的支持。
2. 研究的基本内容
1.以典型的三极性结构(含屏蔽层)为主体,电荷密度为高斯分布,定量研究下部次正电荷区电荷量对触发不同类型的闪电的影响。
2.定性分析不同类型闪电的初始云内有利条件,主要是下部次正电荷区的中心最大密度及其分布范围。3. 实施方案、进度安排及预期效果
1.实施方案
(1)放电参数化方案
选用谭涌波等[29-31]在mansell等[32]的工作基础上建立的二维高分辨率的闪电参数化方案。
4. 参考文献
[1]mazurv, ruhnke l.h.1998.model ofelectric charges in thunderstorms and associated lightning. j geophys res,103:23299–23308.
[2]张义军, 孟青, 吕伟涛, paulr.krehbiel, 刘欣生, 周秀骥. 两次超级单体雷暴的电荷结构及其地闪特征[j]. 科学通报, 2005(23):2663-2675.
[3]krehbielp r, riousset j a, pasko v p, et al. 2008. upward electrical discharges fromthunderstorm. nat geosci, 1: 233–237.