伴随超强VHF辐射的闪电双极性窄脉冲初步观测

摘要

闪电过程中一类双极性脉冲辐射伴随的超过常规闪电一个数量级的VHF辐射是卫星观测的穿越电离层的脉冲对(TIPPs)的来源.文中给出了在中国上海地区观测到的该类放电事件产生的78例双极性窄脉冲.典型的双极性窄脉冲上升时间约1.2 μs,初始峰宽度约2-3 μs、半宽约1 μs,整个脉冲持续时间约15 μs,脉冲幅度与地闪首次回击幅度相当,过冲幅度约为初始峰幅度的1/3.这类脉冲波形特征与普通闪电双极性脉冲波形特征差异明显.根据空间双极性脉冲被电离层以及地面-电离层反射的时间延迟并假定电离层高度为85 km,估算了这些双极性窄脉冲发生高度.11例负极性脉冲(对应上面负电荷区对下部正电荷区之间的放电)中有10例脉冲发生高度在海拔14.0-15.0 km,一例出现在负地闪初始击穿阶段的脉冲发生高度为海拔6.4 km.67例正极性窄脉冲发生高度位于海拔7-12 km,平均海拔9.4 km.利用传输线电流模式以及偶极子辐射近似估计了电流在通道内传播时间以及放电电流参数,78例平均结果显示电流从通道底部传播到顶部经历的时间约1 μs,电流矩约为5 kA·km量级.我们推断放电通道长度约100-300 m,放电电流幅度具有20 kA量级,电流传播速度与光速可比拟、具有108 m/s量级.