摘要

利用高精度GPS时钟同步的闪电VHF辐射源三维定位系统和宽带电场变化三维定位系统，建立7站雷电多参量同步观测网络，取得了一批青藏高原地区雷暴过程的闪电和回波综合资料。对我国高原地区不同雷暴闪电三维通道时空演变特征进行了研究，在闪电辐射通道形状、分岔结构、有无VHF辐射以及VHF辐射源的形态特征等方面有了深入认识。在闪电通道产生的氮氧化物量研究中，基于闪电VHF辐射源三维定位系统，提出了一种三维空间单元网格化计算闪电通道长度的方法。在此基础上，精确计算闪电通道产生的氮氧化物量，这在国内外尚属首次。利用该方法对青藏高原地区和山东沿海地区的雷暴过程闪电产生的NOX进行了估算,对比分析了两地区雷暴过程产生的NOX总量及随高度的分布，发现雷暴中的氮氧化物主要产生在闪电的首次回击、继后回击和云内过程阶段。氮氧化物随高度分布，青藏高原负地闪主要集中在0－4.5km，山东沿海地区负地闪主要集中在0－7km，沿海地区一次多单体雷暴中闪电产生的NOx总量是青藏高原地区一次单体雷暴的6倍多。取得了有意义结果，为大气化学和气候模式提供了理论依据，在该领域的精细化研究取得了新的进展。在负地闪长连续电流研究中，提出了重叠递进新方法，并结合点电荷模式及点偶极模式的处理方法在拟合结果的精度上取得了较大的进展。详细地揭示了闪电长连续电流过程中电矩、电流的传输特征。应用闪电辐射源三维定位系统新型观测手段，观测发现了沿海地区多单体雷暴的电荷结构是典型的上正下负电偶极结构，青藏高原孤立雷暴呈现出上负下正的反偶极性电荷结构，对两地区电荷结构演变有了进一步的认识，在应用闪电VHF辐射源三维定位分析研究雷暴电荷结构等方面取得了新的进展。该研究成果不仅对雷电机理和探讨气候变化有重要科学意义，并可应用在气象、电力、森林防火等部门的雷电灾害的监测预警中。

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