闪电的回击一般是放电全过程中最强烈的阶段,也是雷电防护最关注的过程。回击一般由下行先导发展到地面的瞬间触发,“先导-回击”在时间上紧密耦合。沿着相同的回击通道,有时候会出现通道的重新击穿,即速度更快的下行箭式先导,接地后产生继后回击。如果箭式先导在向下发展过程中终止,没有到达地面,则称为“企图先导”。因为企图先导因未能抵达地面,一般认为与回击之间不存在直接的关联。然而,中国科学院大气物理研究所郄秀书研究员团队,利用甚高频(VHF)干涉仪与快、慢天线同步观测系统,首次记录到在企图先导停止发展数毫秒后出现的“延迟回击”现象,挑战了传统闪电模型中先导-回击紧密耦合的基本假设。
本次延迟回击事件于2021年8月21日发生在西藏自治区拉萨市西北方,属于高原常见的“晴天霹雳”闪电,包含两次回击(图1)。首次回击后,通道中相继出现四次企图先导,最后一次在距地面约94米的位置停止向下发展。2.29毫秒后,通道底部产生向上的回击过程,速度约4.9 × 107 m/s,回击后伴随超过40毫秒的长连续电流。慢天线记录的静电场变化显示(图2),前序企图先导虽然没有抵达地面,但是实现了云内电荷向闪电通道的转移,每次企图先导过程都对应通道内负电荷的累积,其总量与延迟回击输送至地面的电荷量级相当,是诱发延迟回击产生的关键原因。
该研究表明,熄灭通道内残余电荷可对后续放电产生独立影响,影响时间可达数个毫秒。研究为理解地闪回击的物理机制以及通道残余电荷的影响作用提供了新的观测证据。此外,延迟回击放电可伴随长连续电流,具有强致灾潜力,但是回击本身的低频信号并不强,且与普通地闪波形有所不同,业务雷电探测网络可能难以准确识别此类过程。
该成果以A delayed return stroke driven by channel charge accumulation为题发表于Geophysical Research Letters期刊,第一作者为中国科学院大气物理研究所博士研究生王钲淇,通讯作者为袁善锋副研究员和郄秀书研究员。研究得到国家自然科学基金(42475098、42230609、42322505)和中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项的资助(XDB0760100)。
文章信息:
Wang, Z., Yuan, S.*, Li, F., Sun, Z., Jiang, R., Feng, J., Liu, M., Tang, G., Xu, C., Wei, L., Zhu, K., Liu, D., and Qie, X.*, 2026: A delayed return stroke driven by channel charge accumulation. Geophysical Research Letters, 53, e2026GL123981. https://doi.org/10.1029/2026GL123981.

图1. 闪电全过程的闪电通道VHF干涉成像定位结果。(a)快、慢电场变化;(b)VHF信噪比;(c)仰角随时间变化;(d)仰角-方位角变化,辐射源从蓝到红表示时间的先后顺序。

图2. 延迟回击前后的快、慢电场特征(a-b)以及可能的产生机制概念图(c-d)。






