作者:叶满山 来源:中国科学报 发布时间:2024/6/18 19:17:38
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闪电规则脉冲爆发序列的通道发展和电参数特征研究获新进展

 

近日,中国科学院西北生态环境资源研究院范祥鹏团队在闪电研究领域取得重大突破,揭示了闪电规则脉冲爆发(RPBs)的通道发展和电学参数特征。这项研究成果不仅深化了人类对闪电复杂物理过程的理解,也为未来雷电观测和分析提供了新的方法和视角。相关论文发表于Geophysical Research Letters。

闪电作为自然界中最壮观的物理现象之一,不仅对人类生活和生产构成威胁,还是触发其他多种大气现象和生态系统变化的关键因素。然而,闪电中一种奇特的规则脉冲爆发现象——RPBs,其发生机制长期以来一直困扰着科学家。

范祥鹏团队利用自主开发的物理模型和粒子群优化(PSO)方法,成功估算出RPBs连续脉冲的电流和传播速度,并发现连续脉冲发展通道的高度重叠特征。这一发现打破了以往对直窜先导(K过程)发展速度的估计,将RPBs脉冲电流的速度范围提升至0.6×108米/秒到1.8×108米/秒,远高于传统观测值。

团队通过甚高频(VHF)闪电干涉仪的纳秒级观测结果,为RPBs通道高度重叠递进发展特征的论断提供了直接观测证据。这一技术的引入,不仅提高了观测精度,还使得研究人员能够更深入地了解闪电的微观物理过程。

据悉,范祥鹏团队的研究成果首次于2019年投稿于《地球物理研究快报》(Geophysical Research Letters),但因缺乏清晰的观测证据而被长期搁置。经过多轮审稿和持续研究,团队最终通过全脉冲识别的闪电干涉仪定位新方法,成功将观测时间分辨率提升至纳秒量级,为之前的模型分析结论提供了有力的观测支持。

该研究成果的发表,不仅为更好地理解闪电的物理机制提供了新的视角,也为自然界中其他类似现象的机理研究提供了参考。

相关论文链接:https://doi.org/10.1029/2023GL106582

 
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