一、雷暴云下空间电荷层形成的数值研究（论文文献综述）
张金波[1]（2021）在《闪电多样性与电离层不均匀性对红色精灵始发过程的影响研究》文中研究说明红色精灵（Sprites）是一种常见的中高层瞬态发光现象,出现在50～90 km的高度,通常由雷暴系统中强烈的正地闪触发,在大气能量传输、全球电路和临近空间内的飞行器安全等方面有潜在影响,研究sprites具有重要的学术价值和潜在的应用价值。本文建立了三维雷电电场耦合效应数值模型,模拟研究了对流层闪电多样性、电离层D层大气不均匀分布对sprites的影响,并对sprites与母体闪电间存在的水平偏移现象进行了模拟验证。本文主要结论如下:（1）建立了三维雷电电场耦合效应数值模型,包括三维准静电场（3-D QES）模型和三维电磁脉冲（3-D EMP）模型。在三维直角坐标系中基于有限差分法建立了3-D QES模型,基于时域有限差分法建立了3-D EMP模型,两个模型都考虑了电离层电参数的非线性效应,并实现了光辐射的模拟计算。通过与现有文献结果或二维轴对称模型结果作对比,验证了两个三维模型的模拟精度。三维模型参数设置更加灵活,突破了二维轴对称模型的局限性。三维模型的建立为进一步研究对流层闪电多样性特征、电离层大气不均匀分布等因素对sprites的影响提供了可靠的模型工具。（2）研究了对流层闪电多样性特征对sprites始发过程的影响。放电电荷矩相同的闪电在60 km以下产生的电场受到放电模型的影响很大,但在60 km以上的电离层D层产生的电场和光辐射强度不会受到放电模型的影响。当电荷区水平半径为10 km时,放电电荷矩相同的地闪在电离层D层产生电场和光辐射强度最大;非对称的椭球形电荷区放电过程在电离层D层产生的电场和光辐射也是非对称的,不同角度观测到的光辐射水平尺度和光辐射强度也是不同的;对于位置倾斜的放电模型,地闪在电离层D层产生光辐射位置与放电电荷区位置是对应的;间隔40 km的两个相邻电荷区,当两次闪电强度相同且极性相同时,两次正地闪在电离层D层产生的电场方向相同,叠加后的总电场幅值变大,对应产生的光辐射中心位于两个放电电荷区中间,并与放电电荷区中心位置的偏移量为20 km;而当两次地闪强度相同但极性相反时,正地闪与相邻负地闪在电离层D层产生的电场方向相反,电场抵消后的总电场幅值变小且分裂为两个方向相反的区域,对应产生的光辐射也分为两个区域,光辐射中心位置与对流层电荷区存在水平偏移,偏移量约13 km。（3）探讨了电离层D层的大气重力波对sprites始发位置和光辐射形态的影响。在大气重力波波谷位置的空气密度较小,击穿阈值较低,更容易产生空气击穿,因此sprite halos和后续sprite streamers在大气重力波波谷位置更容易始发。大气重力波的空间分布会导致sprite halos光辐射形态产生变形:沿大气重力波波谷位置的sprite halos光辐射强度更大,波峰位置的光强相对较弱。Sprite halos光辐射光学强度和形态特征还会受到观测方位的影响;大气重力波扰动幅值的越大,对sprite halos光辐射形态的影响越大,当大气重力波扰动幅度超过30%时,sprite halos的光辐射相对变化幅度甚至超过50%;对流层闪电强度越大,光辐射空间分布受大气重力波的影响越小。（4）模拟验证了造成sprites与母体闪电之间水平偏移现象的可能原因。综合利用3-D QES模型和3-D EMP模型,本文对文献中已有的成因假说进行了模拟验证,并根据前文模拟结果,提出了新的可能成因并进行了模拟验证。能够造成sprites水平偏移现象的可能原因主要包括:雷暴云内水平放电通道、雷暴云放电电荷区位置偏移、电离层D层电子密度不均匀分布、相邻电荷区两次地闪的影响。本文模拟结果将为解释sprites水平偏移现象提供理论依据。
李璐滢[2]（2021）在《不同冰核对雷暴云电过程影响的数值模拟研究》文中研究表明本研究基于二维雷暴云模式,耦合不同冰晶核化过程的参数化方案,利用一次山地雷暴个例,探讨冰核在云中微物理过程、降水过程、起放电和空间电荷结构的具体影响途径及其与同质核化的异同之处。模拟结果表明:同质核化过程是云顶附近较小冰晶的主要贡献者,表现为相对较高的冰晶数浓度。大量生成的小冰晶增强了非感应起电过程,形成了较为稳定的主正电荷区与主负电荷区,在发展的初始阶段就呈现出三极性电荷结构。通过异质核化形成的冰晶粒径更大,所以尽管数浓度相对较低,反而增强了淞附,并且在-15°C左右具有更强的非感应起电率。因此,该个例下在消散期仍存在较强的主电荷区。当同质核化与异质核化过程共同作用时,两种冻结过程形成的冰晶比质量较轻,冰粒尺度更小。这有利于霰的淞附增长占主导,形成更广泛的小冰晶与有效半径更大的霰粒,但对流发展过快,随着混合性降水大量消耗霰与液滴,云内总电荷量呈现减少的趋势,电荷结构由正常三极性演化为主正电荷区更强的反偶极性。此外,本研究对原有冰晶异质核化方案细化改进,引入先进的异质核化方案。该方案基于较新实验结果和云气块模型,包含了典型的三种异质核化过程,同时考虑了冰核组分、各类冰核活化率等因素,冰晶分布特征更符合实际观测,且更适合云模式的耦合。结果表明:浸润核化是冰晶生成的最重要异质核化过程,较高数浓度的冰晶消耗雷暴云内液态水含量,抑制淞附过程,导致霰粒子比含水量低,表现为较强的负极性非感应起电率;接触核化生成的冰晶量最少,仅对雷暴云中下层3～5 km处的冰晶有贡献,同时霰粒子数浓度较低,导致该方案下的起电过程最弱;沉积核化主要影响云砧处的冰晶,有利于提高霰收集云滴的效率,表现为较高的霰比含水量,促进低温区非感应起电过程的发生。总体上来看,三个方案下的电荷结构均由较为复杂的多极性发展为偶极性。其中浸润方案中主正电荷区的抬升最为明显,而接触方案过低的冰晶分布高度与沉积方案过高的冰晶分布高度,都直接导致了次正电荷区更快的消散。
钟丽华[3]（2020）在《冬季红色精灵的空间观测及其母体雷暴特征和闪电活动规律分析》文中指出
温颖[4]（2019）在《雷暴激发的环状重力波及其对TLEs的调制效应研究》文中认为夏季强对流活动不仅能在对流层造成剧烈的闪电活动,还会激发环状重力波（CGWs）,对流活动与其激发的波动特征有关,CGWs在经由平流层和中间层传播后,抵达80～90 km高度,对发生在附近高度的中高层TLEs有调制作用。本文完整地考虑上述过程,以“对流层激发—平流层传播—中间层调制”为研究的基本思路,并且结合观测数据与模型验证,既能明确各种现象间的相互联系,也能为今后的观测统计和模式参数化提供依据。本文利用WWLLN闪电定位数据、AIRS卫星数据、FY-2E气象卫星数据,研究了2014—2018年间中国中东部地区对流活动的分布特征及AIRS观测到的平流层CGWs的波动特性,并结合全天空成像仪数据、SABER卫星数据和流星雷达数据,讨论了平流层CGWs向中间才层传播的条件,特别是对一次对流层雷暴激发的CGWs、经平流层传播至中间层的过程进行了完整的分析。在实际观测的基础上,利用二维FDTD电磁脉冲模式（EMP）,在考虑对流层雷暴激发的CGWs对中性大气扰动的影响下,模拟了CGWs对中高层TLEs电场和光辐射场的调制效应。主要内容和结论概括如下:（1）对流系统是夏季平流层CGWs的最主要激发源。CGWs能够传播至平流层并且被AIRS观测到,受到两方面因素的影响,首先需要有足够大的CAPE触发对流活动,并且配合低层水汽输送以维持垂直对流的强度,其次风场的过滤作用能够减少传播过程中低频波动与高频波动的相互作用,维持CGWs的波形,才能够在传播至平流层高度是被识别出来。2014—2018年夏季,AIRS观测到的均为向东传播的CGWs,对流性激发源集中出现在30°N—40°N的中纬度地区,在确定激发源的过程中,最小二乘的拟合方法虽然能够确定环状波纹的几何圆心,但需要结合色散关系对水平波长和传播距离的检验才能保证其结果的可信度。（2）CGWs的波动特征存在差异,波动振幅与激发时段的对流系统变化特征有关。CGWs的温度扰动值介于-0.59 K至1.32 K之间,平均水平波长为170.81 km。300—700km的传播距离最为常见,平均水平传播距离为468.28 km。对流系统总体数量较少是造成AIRS白天观测时段内CGWs数量少的一个重要原因。结合云顶亮温来看,利用色散关系确定激发源的效果理想,平均亮温的低值中心与闪电密集区都出现在拟合位置的东侧。在激发时刻,TBB低于220 K的区域面积与闪电频数有很好的相关性,相关系数为0.53。在激发时刻及前后一小时内,闪电活动强度的变化与波动振幅有关,闪电数量的相对变化都集中在0.5—1.5倍范围内,整体上与温度扰动呈现正相关。（3）观测到一次对流系统激发的CGWs经由平流层传播、最后抵达中间层的完整过程,逆温层的出现有利于平流层CGWs向中间层的传播。2013年8月10日晚间的一次雷暴过程,2.5 h后CGWs传播至87 km高度处的气辉层,41 km高度处的平流层CGWs出现在激发后7 h。在85 km至91 km高度处存在明显的逆温层,由此计算出的m2廓线在82 km至88 km高度处出现了m2>0的温度波导结构,有利于CGWs向更远的距离传播。选取的10个平流层CGWs中,有5个能够传播至中间层,重力波扰动伴随着80 km以上逆温层的出现,观测时段明显的逆温层与风场的极值中心出现在同一高度。完整的CGWs激发和传播过程,和多次平流层CGWs向中间层传播的观测,将为后续研究的参数化方案提供实际观测数据。（4）利用FDTD方法,在考虑重力波影响下建立的二维EMP能够准确的模拟elves和halos的发展形态,CGWs扰动对电场和光辐射场有显着的影响,并且扰动幅值越大,光辐射形态变化越显着。具体来说,分别选取幅值和陡度不同的两种雷电流作为激励源,模拟出了elves与halos的电场变化和光辐射场形态发展的过程。对elves的模拟结果中出现了两个光辐射场强中心,发光区域集中于85—100 km,内侧光辐射中心强度较弱。CGWs造成电场在90—100 km高度处出现明显的疏密变化的波纹形态,主要发生在陡度较小的电场下降时期,疏密变化交替出现的距离约40 km,与CGWs水平波长对应,CGWs造成内侧光辐射场变形较明显,甚至分裂为多个发光区。对sprite halos的模拟显示,雷电流产生的静电场水平范围在50 km以内,雷电通道正上方区域由于小范围击穿形成局部强电场,增加的电子密度对上方区域造成了屏蔽,使该区域电场幅值变小。sprite halos发光区域呈薄饼状,始发于85 km高度处并有向下发展的趋势。CGWs对sprite halos的扰动主要在雷电通道正上方80—100 km高度,主要形变区域位于雷电通道水平距离30 km范围内,该区域也是电场扰动最明显的区域。
李银勇[5]（2016）在《基于大气电场资料的雷电预警分析研究》文中研究说明近地面大气电场数据是研究雷暴云结构及其发展过程的重要数据之一,大气电场仪可以实时探测大气电场数据,通过对观测数据的分析研究,进而分析研究雷暴云的电荷结构和电场特征,为大气电学研究提供参考。将大气电场仪进行组网研究,可以有效将联网区域内观测点之间的空间整合起来,更有效地对雷暴云电场分布信息进行探测。本文介绍了大气电场仪的基本原理,包括传感器原理,电路原理；对大气电场仪的安装注意事项以及安装环境的选择进行了介绍；就大气电场仪的软件功能及在通信过程中可能遇到的问题分别进行了阐述。对观测区内的大气电场观测数据进行质量控制和统一标定工作。针对大气电场观测试仪器自身高度和安装海拔高度的影响,提出海拔校正方法模型,能有效对不同结构不同时期雷暴云的发展特征进行修正,结合雷达资料对南京地区的一次雷暴过程进行分析,验证得到该方法能将不同观测站的数据统一利用,实现了大气电场组网观测的意义。利用克里格插值法对大气电场组网的观测数据进行处理,可以有效将观测点和插值点之间的空间方位联系起来,扩大了大气电场仪实际观测范围,提升了大气电场仪对电场的探测能力。为了降低雷暴预警虚警率过高,预警时间短的问题,我们将经验模态分解方法和差分分析法结合,提出一种雷电预警分析方法,并应用到地面大气电场资料的分析中,用经验模态分解方法（EEMD）分解出不同天气情况下大气电场随时间变化的特征,提取出大气电场的内在振荡特性,进而分析不同天气条件下大气电场各个分量的变化规律。结合频谱分析、雷达回波的检验以及大量数据进行实验,发现利用该方法进行雷暴预警,可以降低虚警率,提高预警时间。
吕凡超[6]（2013）在《东北和江淮地区NBE的多站观测与对比研究》文中研究表明双极性窄脉冲事件（Narrow Bipolar Events, NB Es）指一类独特的云内放电事件。由于其极强的HF/VHF辐射、较强而且持续时间极短的VLF/LF双极性脉冲辐射、相对孤立性以及较弱的光辐射等明显区别于常规闪电的特征而引起学术界的极大关注。本论文利用中国科大雷电物理研究组自行研制的基于GPS时间同步技术的闪电多站VLF/LF定位系统,并特别增加了有助于NBE识别的闪电VHF辐射接收装置,对处于较高纬度的东北大兴安岭地区和中低纬度的江淮地区雷暴环境中发生的NBE活动的现象学特征以及其与雷暴对流活动的关系进行了系统性的对比观测研究。主要得到了如下结论：（1）报道了较高纬度东北地区和中纬度江淮地区NBE活动产生的双极性脉冲波形特征。结果表明,不同地域环境中NBE的VLF/LF放电波形特征基本相同。东北地区正极性NBE的脉冲持续时间,初始峰宽度,初始峰半宽的平均值分别为27.2μs、7.8μs4.6μs。江淮地区正（负）极性NBE的脉冲初始峰宽度平均值为8.3p.s（7.6μs）,初始峰上升时间平均值为3.1μs（2.9μs）,初始峰半宽为4.4μs（4.0μs）。这一结果丰富了学术界对不同区域NBE波形特征的知识。（2）较高纬度的东北地区与中纬度江淮地区NBE活动特征差异明显。东北地区雷暴中NBE活动较弱,2009和2010年两年实验观测中仅记录到493例NBE而且全部为正极性（对应上部正电荷与下部负电荷的电荷配置）,约占记录闪电事件的0.034%。江淮地区2012年夏季8次对流过程中总共记录到21257例NBE,占可定位闪电事件的1.45%。江淮地区各次雷暴中都有正负极性NBE发生,两者比例约为9：1。东北地区雷暴中正极性NBE集中在7-12km,平均高度为7.9km,江淮地区对流系统中正极性NBE集中发生在7-16km,负极性NBE集中发生在15-18km。江淮等中低纬度地区雷暴中发生的正极性NBE的平均高度以及垂直范围扩展都要略大于东北等较高纬度地区中的结果。（3）利用地基气象雷达数据以及TRMM卫星PR雷达数据,分析了伴随NBE活动的雷暴降水结构的气象学特征。结果表明,较高纬度的东北地区雷暴对流活动较弱,30dBZ雷达回波最大高度主要集中在9-12km,有普通闪电发生的对流核中约有74%的对流发展强度处在这一水平。与之相比,江淮地区的统计结果表明,仅有正极性NBE发生的对流核中40dBZ,35dBZ以及30dBZ雷达回波最大高度分别约为9-11km,11-12km和15km左右,有负极性NBE发生的对流核中,对流的发展强度稍强,40dBZ,35dBZ以及30dBZ雷达回波最大高度分别约为14km,16km,和17km左右,18dBZ最大高度（对流雨顶高度）约为18km。但是,不同地区中NBE的发生高度基本被限定在雷暴云顶的范围之下,尤其负极性NBE的发生高度与对流降水区雨顶的发展高度相关性比较明显。结合不同区域中正负极性NBE发生情况的不同以及NBE发生高度的差异,本文认为,不同地区雷暴气象学环境的差异是造成NBE表现特征不同的主要原因。这也从一定程度表明NBE的发生,尤其是负极性NBE的发生,对雷暴对流强度的指示作用。（4）雷暴中NBE的发生区域具有一定的选择性,主要聚集发生在具有较强的闪电活动、较低云顶温度、以及较高雷达反射率所对应的雷暴对流核附近,并且主要发生在强雷达回波（例如35dBZ以上）所包围区域的外围。不同地区雷暴发生过程中NBE活动与闪电活动的时间对应关系的统计分析表明,不同时段内发生的NBE活动与普通闪电活动之间有一定的相关性,但是两者之间的定量对应关系不明显,线性相关度的离散程度较大。（5）利用江淮地区6站闪电观测系统的时序波形和定位数据,分析了NBE与普通闪电事件在较小时空尺度下的相关性。统计结果表明,多数NBE基本以孤立状态或者发生在普通闪电之前的形式出现,两类NBE总共占到了全部NBE数量的83.6%。发生在普通闪电之前的NBE与普通闪电的时间间隔一般小于184.7ms,（数据中值为64.7ms）,空间距离间隔平均值为3.1km（数据中值为1.5km）。论文最后对东北地区和江淮地区的NBE活动特征以及其他中低纬度地区NBE发生特征的报道进行了对比和总结。
梁文勇[7]（2012）在《三峡220kV葛陈线走廊雷电特征及防护对策研究》文中研究指明输电线路作为信息时代不可缺少的一部分，它是保障整个社会能够正常运转的电力输送“血管”，其安全运行直接决定了整个电网的安全和可靠。鄂西三峡地区位于我国中东部，其承担着东电西送的重要任务，然而在此区域雷击线路跳闸事故频发，其中以220kV葛陈线最为严重,给整个电力系统的可靠运行带来了极大的威胁。因此如何加强葛陈线的雷电防护措施，保证线路的正常运行已经迫在眉睫。差异化防雷是2008年国家电网公司提出的一种新型、高效的雷电防护措施，他主要依据研究区域雷电的时空分布差异、杆塔结构差异、地貌差异等特征,对线路的防雷水平做出准确的评估，最终达到合理有效的防雷目的。因此，葛陈线在实施差异化防雷前，首先要明晰线路走廊的雷电活动特征、雷电特征参数和跳闸率的内在关系、沿线杆塔的结构差异等，然后依据研究结果提出相应的线路防雷改造方案。本文的主要研究成果包括：1)分析了葛陈线走廊区域雷电的活动特征差异。文中依据《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》推荐的输电线路落雷区标准，运用网格法研究了走廊区域的雷电活动规律，结果显示雷电具有季节性变化特征，雷电以负闪为主，且每天的19:0020:00时段地闪次数达到最大值。除此之外，雷电流幅值概率累积函数服从一定指数分布规律。2)雷击跳闸率受到雷电密度、雷电流幅值的影响。研究结果表明，20002009年的13次雷击跳闸事故中，有69.2%发生在地闪密度大于4次/100km2/年的区域；雷击跳闸率与雷电流幅值的逐年变化特征基本一致。3)葛陈线防雷前后其沿线杆塔的雷击风险等级有了明显的降低，但根据输电线路安全运行提供的标准，雷击跳闸率仍然偏高。4)采用降低接地电阻、加装杆塔避雷器及不平衡绝缘法三种方式对葛陈线进行防雷改造。本文研究了走廊区域的雷电活动特征、沿线杆塔的结构特征、以及不同防雷措施的特点，最后对葛陈线沿线杆塔的耐雷水平做出了综合的评估。结果表明采取降低接地电阻、安装避雷针和不平衡绝缘法比较适合于对葛陈线进行防雷改造。最后文中还列举了两个例子对葛陈线的防雷改造进行了详细说明。综合研究结果，对葛陈线的进行防雷改造，应该建立在差异化防雷的基础上，以避免不必要的人力和财力的浪费，保障防雷措施的可行性和有效性，最终实现降低雷击跳闸率和提高线路的耐雷水平。
王宁宁[8]（2012）在《气溶胶对雷暴云电荷结构影响的数值模拟研究》文中研究指明本论文的主要工作是把气溶胶模块耦合到一个已有的雷暴云起电模式中,完成了二维250m分辨率下雷暴云的起电过程数值模拟试验；同时结合实际的探空观测资料,对加入气溶胶前后的模式进行了对比检验,初步建立起一个便于考察气溶胶对微物理以及起电过程影响的雷暴云起电新模式；此外,通过改变初始气溶胶的浓度以及谱分布情况,考虑其对雷暴云内微物理过程以及电荷结构的影响,并且对产生的电荷总量以及引起的空间电荷分布变化进行定量估计及其合理性的评价,对实际中观测到的雷暴云中不同的电荷分布提供理论依据,同时也对气溶胶与空间电荷分布的相关性提出新的见解。本数值模拟研究取得的结果如下：（1）在已有的雷暴云模式,以及Mansell和谭涌波等学者的工作基础上,加入气溶胶模块,尽可能的继续优化起电参数化方案,建立一个便于考察气溶胶对微物理以及起电过程影响的雷暴云起电新模式；同时完成了与通过经验公式考虑云滴数浓度的经典模式的对比验证,确信加入气溶胶模块后,在250m分辨率下对雷暴云中的动力和微物理过程仍具有较好的模拟能力。（2）随着气溶胶的浓度增大,使得雷暴云内电荷密度总量以及电荷总量也随之增大,但其达到峰值的时间基本不受影响；同时也使雷暴云由三极性结构向多极性结构发展；各层电荷堆电荷总量增加并不均匀,主要集中于中部主负电荷堆以及底部次正电荷堆。（3）通过气溶胶的不同初始滴谱对雷暴云空间电荷结构分布的分析发现：对雷暴云电荷结构有重大影响的为大于1μm的巨核气溶胶粒子；随着巨核粒子的增加,雷暴云底部出现较为明显的次负电荷堆；而该电荷堆的出现与空间电荷堆浓度的不均匀增加所导致的底部感应起电机制发生极性反转的现象息息相关。
孙京[9]（2012）在《雷暴电活动的数值模拟研究》文中研究表明本论文的主要目的是为了利用数值模拟手段对雷暴云内起电和放电做进一步研究。首先,对国内外有关雷暴云起电机制的试验结果和起/放电的非云模式和云模式的研究结果进行了回顾,总结了这两方面研究的主要发展历程、现状及所涉及的重要问题。然后,在一个三维强风暴动力-电耦合数值模式的基础上,主要做了三方面的工作：（1）采用多项式回归分析法,给出了基于Takahashi实验数据的非感应转移电荷量的数学公式,并与实验值进行了比较；（2）在模式中引入基于Saunders实验结果的非感应起电参数化方案S91,并利用云水饱和度替代环境温度和有效液水含量,将S91方案变形。对比分析了一次雷暴单体首次放电前,变形后的S91方案和原S91方案模拟得到的非感应转移电荷的极性、量级、电荷结构以及与霰和冰晶粒子分布之间的关系；（3）采用固定电场阈值触发、双向随机发展的放电参数化方案,通过一次雷暴过程的模拟,分析了空间电荷结构和电荷分布对闪电放电特征的影响。结果表明,在温度高于-10℃,液水含量介于0.08～8g/cm3的情况下,由数学公式得到的非感应转移电荷量与实验结果一致性较好,但在温度低于-25℃,液水含量介于0.5～2g/cm3的情况下,两者的一致性不是很好。因此,可以在模式中引入基于Takahashi的非感应起电参数化方案时,直接应用此公式,而替代以前较繁琐的查表法；首次放电前,当云水环境趋于过饱和状态时,转移电荷产生的主要区域位于高温、低有效液态水区,且转移电荷数目也较少。当云水环境趋于亚饱和或饱和状态时,转移电荷主要产生于低温、高有效液态水区域,且转移电荷数目不断增加。放电后,雷暴云初期和中期,由于对流强度较强,云层高度较高,在反偶极性电荷结构出现的情况下,云内闪电起始于上部负电荷和中部正电荷区之间,且正、负电荷区中心浓度较大,闪电主要为反极性云闪。随着对流的进一步发展,在雷暴云末期,当云内粒子增多、增大,大部分霰粒子逐渐降落到中低层,使上部负电荷中心浓度减小,底部的起电区域增大,这种情况下云内闪电多发生在中部正电荷和底部负电荷区之间,闪电主要为正常极性的云闪。关键词雷暴云数值模式非感应起电机制放电电荷结构
李颖[10]（2012）在《大气电场资料时频分析及在短时临近雷电预警中的应用》文中指出电场的活动与太阳活动、雷电活动、沙暴和地震等息息相关,是空间物理、大气物理和空间环境等领域重要的特征参数。研究电场资料在不同天气条件下的时频特征有助于我们分析天气过程,也为我们预报首次地闪打下基础。本研究主要使用公益性行业科研专项“基于遥感的雷暴云大气电场强度分布预测研究”项目组获取的大气电场仪资料,并以江苏省闪电定位仪资料和南京多普勒雷达资料作为辅助,分别讨论和分析了不同天气条件下地面大气电场的时间变化特征和频域变化特征,主要得到以下结论：（1）晴空条件下大气电场的日变化主要分为单峰单谷和双峰双谷两种变化波形,具有单峰单谷波形特征的站点处在非工业城镇或市郊；首次波谷的发生时间均有很好的对应关系（清晨02：00-06：00）；各站点的晴天大气电场强度年变化都具有明显的季节特性：冬季各站点晴天大气电场强度值较大。（2）雷暴地面电场的变化过程对应着雷暴的发生发展过程,而雷暴过程都会呈现出生成期、爆发期和消退期的变化特征,只是每次过程所经历的时间间隔和强度不一样。（3）地面大气电场资料在频域下较时域具有更为明显的特征,通过查看在特征谐波处曲线的峰谷特征以及幅值范围或可作为对首次地闪预报的参数进行参考；将以首次地闪为终值的30分钟电场时间序列的频谱曲线作为基准线,计算多个样本曲线各次谐波处的幅度均值,以此作为标准频谱,使用欧式距离判别法进行预报效果检验,TS技术评分随着预报时间的延长从0.8降低到0.5,证明在短时临近的雷暴预报中是有效的。
二、雷暴云下空间电荷层形成的数值研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、雷暴云下空间电荷层形成的数值研究（论文提纲范文）
（1）闪电多样性与电离层不均匀性对红色精灵始发过程的影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 雷电与中高层瞬态发光现象 |
| 1.2.2 Sprites物理机制与数值模型 |
| 1.2.3 Sprites与母体雷暴放电特征 |
| 1.2.4 Sprites与电离层参数分布 |
| 1.2.5 Sprites光学形态与空间位置 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 三维雷电电场耦合效应模型 |
| 2.1 三维准静电场(QES)耦合效应模型 |
| 2.1.1 QES模型介绍与基本方程 |
| 2.1.2 FDM差分方程 |
| 2.1.3 雷暴云电荷区放电参数 |
| 2.2 三维电磁脉冲(EMP)耦合效应模型 |
| 2.2.1 EMP模型介绍与基本方程 |
| 2.2.2 FDTD差分方程 |
| 2.2.3 回击通道雷电流放电参数 |
| 2.3 电离层D层大气参数化方案 |
| 2.4 光辐射的计算 |
| 第三章 模型精度检验与初步模拟结果 |
| 3.1 3-D QES模型的模拟结果 |
| 3.1.1 3-D QES模型精度检验 |
| 3.1.2 3-D QES模型模拟sprite halos现象 |
| 3.2 3-D EMP模型的模拟结果 |
| 3.2.1 3-D EMP模型精度检验 |
| 3.2.2 3-D EMP模型模拟elves现象 |
| 3.2.3 3-D EMP模型模拟sprite halos现象 |
| 3.3 QES模型和EMP模型结果对比 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 对流层闪电多样性对sprites的影响 |
| 4.1 雷暴云放电电荷量和电荷区高度的影响 |
| 4.1.1 雷暴云放电电荷量的影响 |
| 4.1.2 雷暴云放电电荷区高度的影响 |
| 4.1.3 相同电荷矩不同放电电荷区高度的影响 |
| 4.2 雷暴云放电模型和放电类型的影响 |
| 4.2.1 正偶极、反偶极、单极性放电模型的影响 |
| 4.2.2 雷暴云三极性放电模型的影响 |
| 4.3 雷暴云电荷区形状和空间位置的影响 |
| 4.3.1 扁球形电荷区水平尺度的影响 |
| 4.3.2 椭球形电荷区水平尺度的影响 |
| 4.3.3 放电电荷区位置偏移对sprite位置的影响 |
| 4.4 相邻雷暴云电荷区两次放电的影响 |
| 4.4.1 相邻电荷区极性相同的两次放电 |
| 4.4.2 相邻电荷区极性相反的两次放电 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 电离层D层大气参数及其不均匀分布对sprites的影响 |
| 5.1 电离层D层大气电参数非线性效应的影响 |
| 5.2 电离层D层大气密度不均匀分布的影响 |
| 5.2.1 白天与夜间电离层D层电子密度差异的影响 |
| 5.2.2 电离层D层大气密度局部不均匀分布的影响 |
| 5.3 电离层D层大气重力波对sprites的影响 |
| 5.3.1 大气重力波参数化方案 |
| 5.3.2 模拟结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 Sprites与母体闪电间水平偏移现象成因的模拟验证 |
| 6.1 雷暴云内水平放电通道的影响 |
| 6.2 雷暴云放电电荷区位置偏移的影响 |
| 6.3 电离层D层大气局部扰动的影响 |
| 6.4 相邻电荷区两次放电的影响 |
| 6.4.1 相邻电荷区极性相同的两次放电 |
| 6.4.2 相邻电荷区极性相反的两次放电 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文研究工作总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 存在的不足与研究展望 |
| 附录 前期研究内容 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（2）不同冰核对雷暴云电过程影响的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 第二章 数值模式介绍 |
| 2.1 模式介绍 |
| 2.1.1 微物理参数化方案 |
| 2.1.2 起电参数化方案 |
| 2.1.3 放电参数化方案 |
| 2.2 冰晶核化方案 |
| 2.2.1 同质核的核化方案 |
| 2.2.2 异质核的核化方案 |
| 2.2.3 接触核、浸润核、沉积核的核化方案 |
| 2.3 气溶胶组分及粒径分布 |
| 2.4 初始场与敏感性试验分组 |
| 第三章 同质核与异质核对雷暴云微物理及电过程的影响 |
| 3.1 雷暴云动力结构分析 |
| 3.2 微物理特征分析 |
| 3.3 起电过程的对比 |
| 3.4 电荷结构与风场的演变 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 不同异质核对雷暴云微物理及起电过程的影响 |
| 4.1 冰相粒子对接触核、浸润核、沉积核的响应 |
| 4.2 起电过程的对比 |
| 4.3 风场与电荷结构的演变 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（4）雷暴激发的环状重力波及其对TLEs的调制效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 大气重力波的观测与研究 |
| 1.2.2 TLEs的始发及影响因素 |
| 1.3 问题的提出 |
| 1.4 拟解决的科学问题 |
| 1.5 论文章节安排 |
| 1.6 技术路线 |
| 第二章 资料与方法 |
| 2.1 资料 |
| 2.1.1 闪电数据 |
| 2.1.2 卫星数据 |
| 2.1.3 全天空气辉成像仪 |
| 2.1.4 其他数据 |
| 2.2 方法 |
| 2.2.1 重力波波动提取方法 |
| 2.2.2 重力波激发源位置的估算方法 |
| 2.2.3 色散关系检验方法 |
| 第三章 中东部地区闪电活动及对流天气特征 |
| 3.1 中东部平均CAPE值与水汽输送 |
| 3.2 中东部闪电活动特征 |
| 3.3 2016 年夏季CGWs与对流活动特征 |
| 3.4 对流层顶风场特征 |
| 3.5 数据来源的选取 |
| 3.6 小结与讨论 |
| 第四章 雷暴激发的平流层环状重力波 |
| 4.1 平流层CGWs波形特征 |
| 4.2 色散关系确定雷暴激发源 |
| 4.3 雷暴激发源的对流活动特征 |
| 4.3.1 激发源的云顶亮温演变特征 |
| 4.3.2 闪电数量的变化与激发时次的关系 |
| 4.4 雷暴激发源的雷达回波特征 |
| 4.5 小结与讨论 |
| 第五章 平流层环状重力波向中间层的传播过程 |
| 5.1 雷暴激发源的对流活动特征 |
| 5.2 中间层与平流层的CGWs波动特征 |
| 5.2.1 中间层CGWs的观测 |
| 5.2.2 平流层CGWs的观测 |
| 5.2.3 CGWs的振幅提取 |
| 5.3 色散关系确定CGWs激发源 |
| 5.4 中高层大气结构对重力波传播的影响 |
| 5.4.1 气辉层CGWs的传播 |
| 5.4.2 平流层CGWs向中间层的传播 |
| 5.5 小结与讨论 |
| 第六章 环状重力波对TLEs的调制效应 |
| 6.1 对流层—中高层电磁辐射模型的建立 |
| 6.1.1 二维FDTD电磁辐射(EMP)模型介绍 |
| 6.1.2 电离层参数的计算 |
| 6.1.3 光辐射的计算 |
| 6.1.4 CGWs的参数化 |
| 6.1.5 算法精度检验 |
| 6.2 重力波扰动对中高层Elves的影响 |
| 6.2.1 雷电激励源的选取 |
| 6.2.2 模拟结果 |
| 6.3 重力波扰动对中高层halos的影响 |
| 6.3.1 雷电激励源的选取 |
| 6.3.2 模拟结果 |
| 6.4 小结与讨论 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.1.1 夏季平流层CGWs的传播及其对流性激发源的特征 |
| 7.1.2 平流层CGWs向中间层的传播过程 |
| 7.1.3 CGWs能够调制elves和 halos电场和发光形态 |
| 7.2 本文特色与创新点 |
| 7.3 未来工作与展望 |
| 附录一 激发源的云顶亮温和闪电变化图 |
| 附录二 拟合参数表 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（5）基于大气电场资料的雷电预警分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 地面电场观测资料的应用 |
| 1.3.2 雷达观测资料的应用 |
| 1.3.3 闪电定位资料的应用 |
| 1.4 本研究内容及文章布局 |
| 第二章 大气电场资料 |
| 2.1 大气电场仪基本原理 |
| 2.1.1 大气电场仪的传感器原理 |
| 2.1.2 大气电场仪的电路原理 |
| 2.2 大气电场仪安装及维护 |
| 2.3 数据传输与管理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 大气电场仪观测数据质量控制及联网 |
| 3.1 单站大气电场数据质量控制 |
| 3.2 大气电场数据联网标定 |
| 3.2.1 大气电场数据统一的原理 |
| 3.2.2 大气电场数据标定步骤 |
| 3.2.3 大气电场数据质量控制流程 |
| 3.3 资料选取 |
| 3.4 电场数据的海拔校正及联网方法 |
| 3.4.1 海拔校正方法 |
| 3.4.2 大气电场联网方法 |
| 3.4.3 大气电场联网效果检验 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 大气电场变化特征及预警实例 |
| 4.1 EEMD和差分方法的原理 |
| 4.1.1 经验模态分解算法 |
| 4.1.2 集成经验模态分解算法 |
| 4.1.3 大气电场数据的时序差分原理 |
| 4.2 雷电预警分析方法 |
| 4.2.1 雷电预警分析方法 |
| 4.2.2 晴天和雷暴天气条件下对比分析 |
| 4.2.3 预警效果检验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间科研成果情况及参与项目 |
（6）东北和江淮地区NBE的多站观测与对比研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 NBE研究的简单概述 |
| 1.2 NBE的现象学特征 |
| 1.2.1 NBE的RF辐射与放电波形特征 |
| 1.2.2 NBE的发生高度 |
| 1.3 NBE的孤立性及其与普通闪电的时空关系 |
| 1.4 NBE发生的气象学环境---NBE与雷暴对流活动之间的关系 |
| 1.5 NBE的放电参数估算与放电机理研究 |
| 1.5.1 NBE的放电机理概述 |
| 1.5.2 NBE的放电参数估计 |
| 1.6 NBE观测小结 |
| 1.7 论文的选题与主要内容 |
| 第2章 仪器设备和方法 |
| 2.1 东北地区闪电多站观测实验 |
| 2.1.1 仪器说明 |
| 2.1.2 闪电数据基本情况 |
| 2.1.3 定位误差分析以及闪电的区域分布特征 |
| 2.1.4 闪电多站定位的个例应用---雷暴0819 |
| 2.2 江淮地区闪电多站观测实验 |
| 2.2.1 数据采集终端连续采集方式说明 |
| 2.2.2 站点分布情况以及定位误差分析 |
| 2.2.3 水平定位误差分析 |
| 2.3 NBE的识别判断方法 |
| 2.3.1 以往NBE波形识别方法总结 |
| 2.3.2 本论文采用的识别方法以及参数说明 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 东北较高纬度地区NBE的多站观测 |
| 3.1 数据基本情况介绍 |
| 3.2 NBE的VLF/LF波形特征 |
| 3.3 NBE的高度以及对应时段的电离层高度 |
| 3.4 雷暴发展过程中NBE与普通闪电活动的时间对应关系 |
| 3.5 NBE与雷暴对流活动的关系 |
| 3.5.1 个例分析---雷暴0711 |
| 3.5.2 个例分析---雷暴0808 |
| 3.5.3 个例分析小结 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 江淮地区NBE的多站观测 |
| 4.1 数据基本情况介绍 |
| 4.2 NBE的VLF/LF波形特征 |
| 4.3 NBE与雷暴对流降水活动的关系 |
| 4.3.1 个例分析---雷暴0706 |
| 4.3.2 个例分析---雷暴0704 |
| 4.3.3 个例分析小结 |
| 4.3.4 对流过程中NBE与雷暴降水结构关系的总结 |
| 4.4 NBE和普通闪电与IR云顶温度的关系 |
| 4.5 雷暴发展过程中NBE与普通闪电的时间对应关系 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 NBE与普通闪电较小尺度的时空相关性研究 |
| 5.1 数据及分类方法介绍 |
| 5.2 NBE孤立发生 |
| 5.3 NBE发生在普通闪电事件之前 |
| 5.3.1 示例1---正极性NBE发生在云内放电之前 |
| 5.3.2 示例2---负极性NBE发生在云内放电之前 |
| 5.3.3 小结 |
| 5.4 多例NBE相伴发生 |
| 5.5 NBE伴随普通闪电发生 |
| 5.6 NBE与普通闪电关系的统计结果 |
| 5.6.1 NBE与普通闪电时空相关性统计 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 不同地域环境中NBE发生特征的总结 |
| 6.1 不同地域环境中NBE发生特征的异同点 |
| 6.2 不同地域环境中NBE发生特征差异的可能原因 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 本论文的主要结论 |
| 7.1.1 NBE与普通闪电事件之间较小尺度的时空关系 |
| 7.1.2 不同地域中NBE的现象学特征观测结果 |
| 7.1.3 不同地域中NBE与雷暴气象学环境的关系分析 |
| 7.2 本论文的主要创新点 |
| 7.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文 |
（7）三峡220kV葛陈线走廊雷电特征及防护对策研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题提出的背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 雷电地闪定位技术 |
| 1.2.2 输电线路差异化防雷策略 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.3.1 文章数据来源 |
| 1.3.2 典型输电线路的选取原则 |
| 1.3.3 本文主要研究的内容和创新点 |
| 第2章 三峡地区的雷暴机理特征 |
| 2.1 雷暴云放电的基本原理 |
| 2.1.1 雷暴的形成 |
| 2.1.2 雷暴云的放电机理 |
| 2.2 雷暴的基本特征 |
| 2.2.1 雷暴参数的定义 |
| 2.2.2 雷暴的分布特征 |
| 2.2.3 雷暴的活动特征 |
| 第3章 雷电特征参数研究方法 |
| 3.1 地闪时域分布统计方法 |
| 3.2 雷电参数统计方法 |
| 3.2.1 网格法统计原理 |
| 3.2.2 雷电地闪参数的统计方法 |
| 3.3 概率累积函数的研究 |
| 3.4 相关性研究方法 |
| 3.4.1 Pearson 相关性 |
| 3.4.2 线性拟合 |
| 第4章 220kV-葛陈线走廊划分及雷电参数研究 |
| 4.1 葛陈线走廊的划分及雷害分析 |
| 4.1.1 沿线走廊的划分 |
| 4.1.2 线路雷击故障分析 |
| 4.2 葛陈线走廊的雷电时域分布特征 |
| 4.2.1 雷暴日的分布情况 |
| 4.2.2 雷电地闪逐年分布特征 |
| 4.2.3 雷电地闪各月的分布特征 |
| 4.2.4 各时段雷电地闪分布特征 |
| 4.2.5 电流幅值累积概率分布特征 |
| 4.3 葛陈线走廊区域雷电的空间分布特征 |
| 4.3.1 雷电密度空间分布特征 |
| 4.3.2 雷电幅值空间分布特征 |
| 4.3.3 雷电回击次数空间分布特征 |
| 第5章 雷电特征参数与跳闸率的相关性研究 |
| 5.1 雷电密度与雷害的相关性研究 |
| 5.2 雷电流幅值与雷害相关性 |
| 5.3 雷暴日与雷害的相关性 |
| 5.4 回击次数与雷害的相关性 |
| 第6章 220kV-葛陈线防雷改造方案 |
| 6.1 葛陈线雷害概况 |
| 6.1.1 线路的杆塔参数及雷击信息 |
| 6.1.2 线路已加装的防雷措施 |
| 6.2 葛陈线防雷方案的确定 |
| 6.2.1 葛陈线雷击跳闸风险评估 |
| 6.2.3 防雷措施的选择 |
| 6.2.4 防雷方案的再评估 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 本文研究结果 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录 1 攻读硕士学位期间发表的学术论文和参加的科研项目 |
| 附录 2 葛陈线线路走廊地形参数统计表 |
（8）气溶胶对雷暴云电荷结构影响的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 气溶胶对闪电活动的观测研究 |
| 1.2 气溶胶对雷暴云微物理过程的影响 |
| 1.2.1 气溶胶浓度对云微物理过程的影响 |
| 1.2.2 气溶胶尺度对云微物理特征的影响 |
| 1.2.3 气溶胶和雷暴云微物理过程的模式研究工作进展 |
| 1.3 微物理过程对雷暴云电荷结构的影响 |
| 1.3.1 雷暴云的电荷结构的观测实验 |
| 1.3.2 雷暴云电荷结构的实验室模拟研究 |
| 1.4 气溶胶粒子核化的参数化方案 |
| 1.5 本文的主要工作 |
| 第二章 模式介绍 |
| 2.1 基础模式的参数化方案介绍 |
| 2.1.1 模式的基本预报方程 |
| 2.1.2 微物理过程参数化方案 |
| 2.1.3 起电参数化方案 |
| 2.1.3.1 感应起电参数化方案 |
| 2.1.3.2 非感应起电参数化方案 |
| 2.1.3.3 次生冰晶起电机制 |
| 2.2 气溶胶模块的建立 |
| 2.2.1 气溶胶的性质 |
| 2.2.2 气溶胶初始谱分布 |
| 2.2.3 气溶胶的空间数浓度的变化 |
| 2.3 气溶胶模块与基础模式的耦合 |
| 2.3.1 气溶胶的核化过程 |
| 2.3.2 凝结核(CCN)的核化过程 |
| 2.3.3 气溶胶临界半径的确定 |
| 2.3.4 气溶胶比含水量的计算 |
| 2.4 模式的初始条件 |
| 2.4.1 模式初始条件 |
| 2.4.2 扰动方式 |
| 第三章 模式检验 |
| 3.1 个例选取及概况 |
| 3.2 雷暴云中云高、气流速率的对比检验 |
| 3.3 雷暴云中水成物粒子比含水量的对比检验 |
| 3.4 雷暴云电荷结构的对比检验 |
| 第四章 模拟结果分析 |
| 4.1 不同初始浓度下气溶胶对雷暴云电荷结构的影响 |
| 4.1.1 气溶胶浓度变化与雷暴云中水成物粒子携带的最大电荷密度的相关关系 |
| 4.1.2 气溶胶浓度变化与雷暴云电荷总量的相关关系 |
| 4.1.3 气溶胶浓度变化与雷暴云的电荷结构的相关关系 |
| 4.1.4 气溶胶浓度变化与雷暴云中各个水成物粒子带电情况的相关关系 |
| 4.2 不同初始谱分布下气溶胶对雷暴云电荷结构的影响 |
| 4.2.1 气溶胶谱分布变化与雷暴云中水成物粒子携带的最大电荷密度的相关关系 |
| 4.2.2 气溶胶谱分布变化与雷暴云电荷总量的相关关系 |
| 4.2.3 气溶胶谱分布变化与雷暴云的电荷结构分布的相关关系 |
| 4.2.4 气溶胶谱分布变化与各个水成物粒子在雷暴云中的带电情况的相关关系 |
| 4.3 底部次负电荷堆形成的原因探讨 |
| 第五章 总结和讨论 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 存在的问题和展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（9）雷暴电活动的数值模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 雷暴云起电机制的理论研究 |
| 1.2.2 雷暴云起/放电过程的数值模拟研究 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第二章 三维风暴电-动力耦合数值模式介绍 |
| 2.1 模式的控制方程组 |
| 2.1.1 运动方程 |
| 2.1.2 气压方程 |
| 2.1.3 热力学方程 |
| 2.1.4 水物质守恒方程 |
| 2.1.5 水物质电荷密度守恒方程 |
| 2.1.6 正负自由离子浓度守恒方程 |
| 2.1.7 诊断方程 |
| 2.2 边界、初始条件 |
| 2.3 微物理过程参数化方案 |
| 2.3.1 暖云微物理过程参数化 |
| 2.3.2 冰相微物理过程参数化 |
| 2.4 起电参数化方案 |
| 2.5 放电参数化 |
| 第三章 对Takahashi非感应起电机制实验数据的多项式回归分析方法 |
| 3.1 Takahashi的非感应起电过程的实验室试验 |
| 3.2 分析方法 |
| 3.2.1 云温T高于-10℃的转移电荷量 |
| 3.2.2 云温T低于-10℃的转移电荷量 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 云水饱和度对非感应起电过程的影响 |
| 4.1 研究意义 |
| 4.2 非感应起电参数化方案 |
| 4.2.1 电荷密度的变化率 |
| 4.2.2 电荷转移量δq |
| 4.3 天气实况 |
| 4.4 模拟结果 |
| 4.4.1 S91方案电结构 |
| 4.4.2 变形后的S91方案电结构 |
| 4.4.3 云水饱和度与霰和冰晶的分布关系 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 雷暴云中空间电荷结构对放电特征影响的数值模拟 |
| 5.1 放电参数化方案 |
| 5.1.1 闪电始发条件 |
| 5.1.2 闪道的双向、随机发展和电位的计算 |
| 5.1.3 放电通道的扩展、电荷再分配及云地闪的区分 |
| 5.2 模拟个例的初始场 |
| 5.3 模拟结果 |
| 5.3.1 空间电荷分布 |
| 5.3.2 电荷分布对闪电类别的影响 |
| 5.4 空间电位对放电过程的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（10）大气电场资料时频分析及在短时临近雷电预警中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 大气电场的测量 |
| 1.2.1.1 探空式电场仪 |
| 1.2.1.2 地面式电场仪 |
| 1.2.2 大气电场的影响因素及电场仪的标定方法 |
| 1.2.3 地面大气电场观测资料的使用现状 |
| 1.3 本研究的主要内容 |
| 第二章 大气电场基础理论 |
| 2.1 晴天大气电场 |
| 2.1.1 基本概念 |
| 2.1.2 晴天大气电场随高度的分布 |
| 2.1.3 晴天大气电场的时间变化特征 |
| 2.1.3.1 晴天大气电场的日变化 |
| 2.1.3.2 晴天大气电场的年变化 |
| 2.2 雷暴大气电场 |
| 2.2.1 雷暴的基本概念 |
| 2.2.2 雷暴的分类 |
| 2.2.3 雷暴大气电场 |
| 第三章 地面大气电场资料的时间变化分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 资料和方法介绍 |
| 3.3 晴空条件下大气电场的时间变化特征分析 |
| 3.3.1 晴天大气电场强度日变化 |
| 3.3.2 晴天大气电场强度年变化 |
| 3.4 雷暴天气的近地面电场时间变化分析 |
| 3.4.1 地面电场和雷电活动的关系 |
| 3.4.2 雷暴天气地面电场的变化特征分析 |
| 3.4.2.1 概述 |
| 3.4.2.2 地面电场特征的演变规律 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 ：首次地闪前地面电场资料频域分析及雷暴预报初探 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 资料和方法介绍 |
| 4.2.1 资料来源 |
| 4.2.2 数据选取和预处理 |
| 4.3 基于傅立叶变化的电场特征分析及对首次地闪的预报初探 |
| 4.3.1 基本方法 |
| 4.3.2 对比分析 |
| 4.3.2.1 晴天大气电场 |
| 4.3.2.2 阴雨天大气电场 |
| 4.3.2.3 雷暴天气大气电场 |
| 4.3.3 基于寻找特征谐波方法的首次地闪预报思考 |
| 4.3.3.1 研究方法 |
| 4.3.3.2 试验分析 |
| 4.3.4 大气电场的FFT频谱分析及雷暴预报 |
| 4.3.4.1 算法介绍 |
| 4.3.4.2 频谱分析 |
| 4.3.4.3 针对首次地闪的雷暴预报初探 |
| 4.3.4.4 预报个例分析和效果检验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 主要创新点 |
| 5.3 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
四、雷暴云下空间电荷层形成的数值研究（论文参考文献）
- [1]闪电多样性与电离层不均匀性对红色精灵始发过程的影响研究[D]. 张金波. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [2]不同冰核对雷暴云电过程影响的数值模拟研究[D]. 李璐滢. 南京信息工程大学, 2021(01)
- [3]冬季红色精灵的空间观测及其母体雷暴特征和闪电活动规律分析[D]. 钟丽华. 成都信息工程大学, 2020
- [4]雷暴激发的环状重力波及其对TLEs的调制效应研究[D]. 温颖. 南京信息工程大学, 2019
- [5]基于大气电场资料的雷电预警分析研究[D]. 李银勇. 南京信息工程大学, 2016(02)
- [6]东北和江淮地区NBE的多站观测与对比研究[D]. 吕凡超. 中国科学技术大学, 2013(07)
- [7]三峡220kV葛陈线走廊雷电特征及防护对策研究[D]. 梁文勇. 湖北工业大学, 2012(12)
- [8]气溶胶对雷暴云电荷结构影响的数值模拟研究[D]. 王宁宁. 南京信息工程大学, 2012(09)
- [9]雷暴电活动的数值模拟研究[D]. 孙京. 南京信息工程大学, 2012(10)
- [10]大气电场资料时频分析及在短时临近雷电预警中的应用[D]. 李颖. 南京信息工程大学, 2012(09)