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什么条件下高塔或高建筑物容易被雷击?
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2017-11-08 | 【 【关闭】

  随着城市高建筑物、以及通讯塔、电力风车等具有特殊功能高塔的增多,高建筑物遭雷击现象越来越引起社会关注。为了探索建筑物闪电的特点和产生条件,为高建筑物防雷提供理论基础,郄秀书课题组自2012年开始,自主研制高塔雷电流探测装备,并利用高速摄像、电磁场变化仪和高精度闪电定位网等,针对大气所325m气象铁塔开展了多年综合观测实验。观测资料揭示击中325米气象铁塔的闪电基本为上行负极性闪电,铁塔上行负极性闪电常由附近发生的正极性地闪而诱发,而紧随正地闪回击之后的云内先导水平放电通道引起的雷暴云内电荷分布的瞬间变化是造成上行负极性闪电的重要条件,附近正地闪对高塔上行闪电的连续电流过程也产生显著影响。研究还首次提出了正先导的梯级发展机制,更新了国际上正先导连续发展的传统认识。利用天气雷达资料对高塔闪电发生时的雷暴条件研究发现,当上行闪电发生时,气象塔基本位于雷暴的层云区,云顶低,电荷高度低。当前部对流区基本消散时,附近有正地闪接地,引起的云内电荷快速变化可触发上行闪电,称为触发式上行闪电;而当塔顶雷暴云的电荷层高度低,水平风速大时,上游的对流区可以向塔顶层状云区进行电荷的平流输送,使得塔顶电场稳步增强,即使在附近没有闪电接地的情况下,塔顶也能自发产生上行闪电,即自发式上行闪电。 

  上述系列研究成果发表在Journal of Geophysical Research: Atmosphere Atmospheric Research等杂志上。 

  文献信息: 

  Yuan, S., Jiang, R., Qie, X., Wang, D., Sun, Z. & Liu, M. (2017). Characteristics of upward lightning on the Beijing 325 m meteorology tower and corresponding thunderstorm conditions. J. Geophys. Res. Atmos., 122.  doi.org/10.1002/2017JD027198 

  Wang, Z., Qie, X., R. Jiang, C. Wang, G. Lu, Z. Sun, M. Liu, and Y. Pu. (2016). High-speed video observation of stepwise propagation of a natural upward positive leader. J. Geophys. Res. Atmos., 121(24), 14307-14315. doi.org/10.1002/2016JD025605 

  Jiang, R., Qie, X., Wu, Z., Wang, D., Liu, M., Lu, G., Liu, D. (2014). Characteristics of upward lightning from a 325-m-tall meteorology tower. Atmos. Res., 149, 111-119. doi: 10.1016/j.atmosres.2014.06.007 

 

  

  1 附近正地闪接地后高塔被雷击,形成多次回击过程 

   2 上行闪电发生时的雷达回波,黑色星号代表高塔位置 

  3 触发式上行闪电的云内电荷分布概念图(左)和 自发式上行闪电的云内电荷分布概念图(右) 

    

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