不同地区雷暴电荷结构的模式计算
雷暴云体电荷分部
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雷电基础理论
-20° C -10° C
++ +++ + + + + + + +++ + + + ++ + + + + ++ + + + + + ++ + ++ + ++ +++ + + + + +++
---------+---+
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-
按照地闪中和电荷的极性和运动方向将地闪分为四种形式，第一种形式常 被称为下行负地闪，占全部地闪的90%以上，它由向下移动的负极性先导激发， 因此向地面输送负电荷；第二种闪电也由下行先导激发，但是先导携带正电荷， 因此向地面输送正电荷，被称为下行正地闪，这种类型的闪电少于全部闪电的 10%。第三和第四种类型的闪电由从地面向上移动的先导激发，被称为上行闪电 （上行雷）。上行闪电一般比较罕见，通常发生在高山顶上或人工的高建筑物上。 第三种闪电先导携带正电荷，因此对应于云中的负电荷向地面的输送，而第四种 闪电则对应于负极性先导，因此将云中的正电荷向地面输送。
雷暴电荷结构概念图
第一节 闪电
通常情况下，一半以上的闪电放电过程发生在雷暴云 内的主正、负电荷区之间，称作云内放电过程，云内 闪电与发生几率相对较低的云间闪电和云－空气放电 一起被称作云闪。 另一类闪电则是发生于云体与地面之间的对地放电， 称为地闪。虽然最频繁发生的闪电是云闪，但是由于 地闪对地面物体所造成的严重威胁，以及它的放电通 道暴露于云体之外易于光学观测，因此目前对地闪放 电过程已经有了相对较系统的研究。
建筑物雷电防护等级计算
NC=5.8*0.0316227766/C
各类因子之 和C 10.50 可接受的最 大年平均雷 击次数Nc 击次数Nc
0.01747
按防雷装置的拦截效率确定雷电防护等级E=1ຫໍສະໝຸດ Nc/N0.993946002
结论： 结论： 应该安装雷电防护装置
A级
建
建筑物年预计累计次数计算
序 号 1 建筑长度L （米） 35.00 建筑宽度W（米） 建筑高度H（米）
筑
物
雷
电
防
护
等
级
表
备 注
预计年雷击次数N1(次/a) 总预计年雷 击次数N 击次数N ＝ N1+N2(次 /a) 蓝色单元格是 需要人工填写 的。无金属铠 装或带金属芯 线的光纤电缆, 其有效截收面 积Ae'为0。L是 线路从所考虑 建筑物至网络 的第一个分支 点或相邻建筑 物的长度，单 位为m，最大值 为1000m，当L 未知时，应采 用L=1000m
N1=k*Ng*Ae
校正系数K 扩大宽度D （米） 86.60254 等效面积 Ae(平方公 里) 0.03253899 雷击年均密度 Ng(平方公里 *a) 2.075665
年均雷暴日Td （d/a） 30.90
14.00
50.00
2.0
0.13508
入户设施年预计累计次数计算
序 低压架空电源电 高压架空电源电 号 缆长度L1（米） 缆长度L2（米） 0.00 2 有效截收面积 Ae1' 0.000000 500.00 有效截收面积 Ae2' 0.250000 低压埋地电源电 缆长度L3（米） 100.00 有效截收面积 Ae3' 0.050000 高压埋地电源电 架空信号线缆 缆长度L4（米） 长度L5（米） 0.00 有效截收面积 Ae4' 0.000000 500.00 有效截收面积 Ae5' 1.000000
雷电及雷电流参数
元件动作之后的残压
W P(t)dt
是恒压负载吸收的瞬时功率
参看书第32页下面的式子 参看书第33页的表2.7
2.2.3.2 频谱分析
对于图2.7
i(t)
AI
mt
3e
t
式中A = 0.01243(s)-3， = 3.911 s
它的频谱函数为（式2.20）：
j
1
1
1 1
2
j
图2.17
对于图2.9 它的频谱函数为（式2.22）：
G()
A0U m
1 2
1 2
j
02
1 1
1 1 2
2 j
图2.9
图2.17
可见：波头和波长时间长的波形（10/1000s）具有较低的转折频率 和较慢的衰减速度，而波头时间短的（0.5s~100kHz）衰减 振荡波形具有较高的转折频率和较快的衰减速度
• 什么叫波特图？ 采用半对数坐标
（频率用对数分度， 增益和相角采用线 性分度）并用折线 近似表示的幅频特 性和相频特性曲线 的图叫波特图。
图2.17
① 雷电流峰值比率的频率分布：指每一个单一频率的电流峰值对
整个雷电流波峰值之比的分布。
对于双指数波形
i(t) AI m (e t e t )
2.1.1.5 雷暴持续时期 （1）一年中初雷日与终雷日之间的天数，单位：d （2）平均雷暴持续时期：雷暴持续时期的多年平均结果，天
2.1.2 雷电的空间分布参数
中国南北方雷暴及人工触发闪电电特性对比分析
1997年5月PL A T EA U M E T EO RO LO G Y M ay.1997 中国南北方雷暴及人工触发闪电电特性对比分析①②张义军③ 刘欣生 肖庆复(中国科学院兰州高原大气物理研究所,甘肃省兰州市730000) 摘 要 通过对我国南北方雷暴及人工触发闪电电特性的对比分析,发现南北方雷暴及人工触发闪电电特性有很大差异。
北方雷暴电荷结构呈三极性,人工触发闪电是在地面电场为正的情况下成功的,主要由连续电流和双极性电流脉冲组成,最大放电电流为1k A,中和电荷量只有几库仑;南方雷暴则为偶极性,触发闪电由连续电流和多次回击组成,电流峰值大于10k A。
触发闪电时地面电场均为负极性,基本在4kV/m以上;触发高度在北方最低为260m,南方最高为300m,在南方人工触发闪电更容易成功。
另外,对南北方的这些差异进行了理论探讨。
关键词 雷暴 人工触发闪电 闪电电流中图法分类号 P427.321雷暴电特性和闪电特性有很大的地区性和季节性〔1〕,近年来人工触发闪电的研究发现,对不同地区和季节的雷暴,人工触发闪电特性及触发成功率的差异较大〔2,3〕,这可能是局地环流、层结特点不同所致。
为了进一步研究其差异性,探讨可能的物理过程,我们曾在甘肃、北京地区进行了综合雷电观测和人工触发闪电试验,对于我国北方雷暴的电荷结构和人工触发闪电特性有了较多的认识,得到了一些有意义的结果〔4,5〕。
此后,我们于1994和1995年夏季在江西南昌和上海南汇地区针对南方雷暴进行了人工触发闪电试验,并对其雷暴电特性进行了综合观测。
本文利用这些观测资料对我国南北方雷暴及人工触发闪电电特性进行了综合对比分析,并进一步对南北方雷暴及触发闪电电特性的差异进行了理论探讨,提出了一些值得深入研究的问题。
1 观测和分析1989～1993年夏季在北方地区(甘肃永登和北京康庄)进行的人工触发闪电试验,我①收稿日期:1996-02-07②本工作得到国家自然科学基金(49235090)资助③第一作者简介:张义军,男,1963年12月出生,硕士,副研究员,主要从事大气电学的研究114高 原 气 象16卷们对近40次雷暴过程进行了综合观测,共触发闪电14次。
雷电电磁脉冲防护分级计算方法.doc
雷电电磁脉冲防护分级计算方法雷电过电压对电子设备的危害随着通信技术、计算机技术、信息技术的飞速发展，今日已是电子化时代，日益繁忙庞杂的事物通过高速电脑、自动化设备及通信发展得到井然有序、而这些敏感电子设备的工作电压却在不断降低，其数量和规模不断扩大，因而它们受到过电压特别是雷电袭击而受到损坏的可能性就大大增加，这是由于以雷击中心1.5km—2km范围内都可能产生危险过电压，损坏线路上设备；其后果可能使整个系统的运行中断，并造成难以估计的经济损失，雷电和浪涌电压成了电子化时代的一大公害。
防雷器就是在最短时间（纳秒级）内将被保护线路连入等电位系统中，使设备各端口等电位，同时释放电路上因雷击而产生的大量脉冲能量短路泄放到大地，降低设备各接口端的电位差，从而保护线路上用户的设备。
对系统设备而言，电源线路和信号线路是雷电袭击产生过电压并传导的两条主要通道，因此防雷器就分电源系统避雷器和信号系统防雷器。
防雷区域的划分一、LPZ0A区：本区内的各物体都可能遭到直接雷击和导走全部雷击电流；本区内的电磁场强度没有衰减。
二、LPZ0B区：本区内的各种物体不可能遭到大于所选滚球半径对应的雷电流直接雷击，但本区内的电磁场强度没有衰减。
三、LPZ1区：本区内的各种物体不可能遭到直接雷击，流经各导体的电流比LPZ0B区更小；本区内的电磁场强度可能衰减，这取决于屏蔽措施。
四、LPZn+1后续防雷区：当需要进一步减小流入的电流和电磁场强度时，应增设后续防雷区，并按照需要保护的对象所要求的环境去选择后续防雷区的要求条件。
注：n=1、2、......。
雷电电磁脉冲防护分级计算方法1．建筑物年预计雷击次数N：N=K·（0.024·Td1.3）·（Ae+Ae’）式中：K──校正系数，一般取1。
Td──年平均雷暴日Ae──建筑物截收相同雷击次数的等效面积（KM2）Ae’──建筑物入户设施的截收面积（电源线、信号线）2．等效面积Ae的计算当建筑物高度H<100M：D= [ H·（200-H）]1/2 （M）Ae=[L·W+2（L+W）·D+π·H（200-H）]·10-6 （KM2）式中：L，W ，H分别为建筑物的长，宽，高（米）。
雷暴与电荷分布的关系分析
雷暴与电荷分布的关系分析雷暴是一种自然现象，它通常伴随着强大的电荷分布。
雷暴不仅给人类带来了观赏和震撼，同时也给人们带来了一定的危险和破坏。
为了更好地了解雷暴和电荷分布之间的关系，科学家们进行了大量的研究和分析。
首先，我们需要了解雷暴的形成过程。
雷暴的形成主要受到大气条件和环境的影响。
当大气中的水蒸汽饱和并凝结成云时，云中的水滴或冰晶与空气碰撞，形成冰雹或雨滴。
在这个过程中，云中的负电荷和地面的正电荷产生了紧密的耦合。
当云中的负离子数量足够多时，它们会与地面的正离子发生相互作用，产生电流，从而形成闪电。
这种电荷分布是雷暴形成的关键因素之一。
其次，我们需要了解电荷分布对雷暴的影响。
在雷暴过程中，云中的电荷分布起着至关重要的作用。
根据研究结果，云中的负电荷通常聚集在云的底部，而正电荷则分布在云的顶部。
这种电荷分布会导致电场不断增强，进而形成雷电。
同时，云中的电荷分布也会影响闪电的强度和方向。
通过观测和分析雷暴云中的电荷分布，科学家们可以预测雷电的发生位置和频率，以提前采取安全防护措施。
此外，雷暴和电荷分布还与大气中的气候变化和天气模式有关。
在不同的气候条件下，雷暴和电荷分布的特征也会有所不同。
例如，在炎热潮湿的夏季，气候条件更容易形成雷暴，因为热空气会上升形成云层，并引发大量的电荷分布。
相反，在干燥的冬季，雷暴的发生率较低，因为缺乏湿度限制了云的形成和电荷分布的积累。
除了气候条件，地理环境对雷暴和电荷分布也有相当的影响。
根据地形和地质条件的不同，雷暴和电荷分布的频率和强度也会有所变化。
例如，山区的雷暴活动通常比平原地区更频繁，因为山脉可以加速空气上升和云的形成，从而促进电荷分布的积累。
此外，地球上的不同地区还存在着不同程度的电磁辐射和地磁场的差异，这也会影响雷暴和电荷分布的发生。
综上所述，雷暴和电荷分布之间存在着紧密的关系。
电荷分布是雷暴形成和发展的重要因素，而雷暴活动和电荷分布也受到气候和地理环境的影响。
雷暴中的反极性放电和电荷结构
雷暴中的反极性放电和电荷结构雷暴云的电结构一般分为偶极或三极结构和反极性电荷结构。
雷暴云的形成雷暴是发展旺盛的强对流现象，一方面它可造成洪涝灾害，另一方面也以强电流、强电场造成人类生命财产的损失。
根据雷暴中出现的单体的数目和强度可分为三类：单体雷暴、多单体雷暴、超级单体雷暴。
单体雷暴（air-mass thunderstorm）单体雷暴只有一个单体组成，强度弱，且范围只有5~10km，寿命短，只有十几分钟。
在雷暴云的形成阶段，从淡积云发展为浓积云大约需要10~15min，云中都是上升气流，云底为辐合上升运动，上升速度初期一般不超过5m/s，浓积云阶段可达15~20m/s，云中电荷正在集中，但并未发生闪电，也无降水；在雷暴云成熟阶段，浓积云发展到积雨云，15~30min，云中为上升气流，云顶发展很高，云顶出现冰晶结构，上升速度增加，雨滴出现，产生降水，出现下沉气流，-20℃高度以上，云中以冰晶雪晶为主，以下冰晶与过冷水滴共存，出现雷电对大多数雷暴云中，正电荷位于云上部，负电荷位于下部；在雷暴云消散阶段，上升气流减弱雷雨减弱并逐渐消失，云体瓦解，云顶留下一片卷云，下沉气流使云下部的负电荷外移，使云上部的正电荷现露出来。
一连串相继发生的单细胞雷暴组合成的雷暴称为多单体雷暴，通常有30个以上的单体。
在其中发展、成熟、消散，每个单体约有30~45分钟的生存时间，而约5~10分钟的间隔就有一个新的单体开始发展。
多单体雷暴形成的条件：积雨云的云底风速很小，使气流运动且不受摩擦力限制。
大气处于高度热力不稳定，空气易产生快速的上升下降气流垂直风切很大。
超级单体雷暴（supercell storm）超级单体雷暴是指更加强大、持久，更能发生强烈灾害性的天气状态，超级单体雷暴有高度组织化的内部环流，其传播方式不再是离散式而是连续的运动，故比多单体雷暴具有更大的整体性。
超级单体雷暴的形成条件：强烈的不稳定度很强的平均云底环境风（10 m/s）强烈的风切云层上方向顺转超级单体雷暴超级单体雷暴及其内部环流雷暴云的基本特征活动特征雷暴的活动规律具有地区性和季节性。
输电线路防雷保护计算
输电线路防雷保护计算01class1. 雷电参数1.1 雷电活动频度雷暴日雷暴日T d是一年中发生雷电的天数，以听到雷声为准，在一天内只要听到过雷声，无论次数多少，均计为一个雷暴日。
雷暴小时雷暴小时T h是一年中发生雷电放电的小时数，在一个小时内只要有一次雷电，即计为一个雷电小时。
一个雷暴日折合三个雷暴小时。
少雷区年均雷暴日数不超过15d或地面落雷密度不超过0.78次/（km2·a）的地区。
注：《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343-2012）规定少雷区年平均雷暴日在25d及以下的地区。
中雷区年平均雷暴日数超过15d 但不超过40d 或地面落雷密度超过0.78次/（km2·a）但不超过2.78次/（km2·a）的地区。
注：《建筑物电子信息系统防雷技术规范》（GB 50343-2012）规定中雷区年平均雷暴日大于25d ，不超过40d 的地区。
多雷区年平均雷暴日数超过40d 但不超过90d 或地面落雷密度超过2.78次/（km2·a）但不超过7.98次/（km2·a）的地区。
强雷区年平均雷暴日数超过90d 或地面落雷密度超过7.98次/（km2·a）以及根据运行经验雷害特殊严重的地区。
1.2 地面落雷密度地面落雷密度表示每平方公里地面在一个雷暴日受到的平均雷击次数。
用γ表示（次/km2·雷暴日）。
我国标准对T d＝40的地区，取＝0.07 。
1.3 雷电流幅值雷电流是指雷击于接地良好的目标时泄入大地的电流。
雷电流的幅值（I）一般都是在塔上或避雷针上用磁钢棒测出的。
一般地区，雷电流幅值超过I的概率可按下式计算：lg P=-I/8802class2. 防雷保护计算2.1 线路落雷次数每100km线路的年落雷次数N L按下式计算：式中：N L——线路落雷次数[次/（100km·a）]；Ng——地闪密度[次/(km2·a)]，对年平均雷暴日数为40d的地区暂取2.78次/(km2·a)；h T——杆塔高度(m)；b——两根底下之间的距离(m)。
闪电放电特征和雷暴电荷结构研究
闪电放电特征和雷暴电荷结构研究闪电放电特征和雷暴电荷结构研究引言闪电放电是大自然中一种骇人的自然现象，广泛的研究闪电放电特征和雷暴电荷结构对于我们深入了解和预测这一现象具有重要意义。
本文将从闪电放电的基本特征以及雷暴电荷结构的研究入手，探讨闪电放电的成因和机理。
一、闪电放电特征闪电放电是一种极为迅速而强烈的电流流动现象，通常伴随着亮光和巨大的声响。
闪电放电的主要特征包括以下几个方面：1. 亮光和闪烁：闪电放电过程中电流通道的电离会引起空气中的分子和原子激发，产生强烈的辐射，形成宏大的光亮现象。
由于高速电离产生的瞬态通道不断变化，光亮也呈现出闪烁的特点。
2. 高温和高能量：闪电放电的电流和电压都非常高，通常可达数千安培和数千万伏特。
这种高能量的释放导致放电区域的温度升高，可以达到数万摄氏度，甚至比太阳表面还要热。
3. 巨大电磁辐射：闪电放电过程中产生的强大电流会引起强烈的电磁辐射，包括电磁波、射频辐射和γ射线等，对周围的电子设备产生干扰。
4. 巨大的声音：闪电放电的电流流动会导致周围的气体瞬间加热膨胀，形成巨大的声波。
这种声波传播的速度通常要慢于光波，因此人们往往会先看到闪电，然后听到雷声。
二、雷暴电荷结构雷暴是闪电放电的主要环境，具有复杂而多样的电荷结构。
雷暴中常见的电荷分布有以下几种形式：1. 正电荷集中区域：通常在地面附近集中，也可以在云层中形成。
这些正电荷区域是由于大量电子被带走而形成的。
2. 负电荷集中区域：位于地面下方，通常与正电荷区域相对应。
在云层中同样存在负电荷区域，这是由于大量电子被释放到云层中。
3. 电荷分层：雷云中的正电荷在云层中可以表现出明显的分层结构。
靠近云顶的部分通常是正电荷最集中的地方，而靠近云底的部分则是负电荷较多的区域。
4. 极性反转区域：有时候，在云的不同部分中会出现极性反转的情况，即原本为正电荷的区域转变为负电荷，或者反之。
这种现象在造成雷击的过程中起着重要的作用。
雷暴云的电荷结构
雷暴云的电荷结构Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998雷暴云的电荷结构嵇菊颂南京信息工程大学雷电防护科学与技术系，南京 210044摘要：关键词：0引言电荷结构研究的重要性雷暴主要集中在夏半年。
一年中,夏季最多,冬季最少。
雷暴出现的开始月份一般从南往北, 由东向西逐渐推迟, 而终止月份大多在9、10月份, 与我国冬、夏季风进退的季节性变化基本一致。
南方极少数地区隆冬季节也能听到雷声。
雷暴是热力对流的产物, 因此大陆上雷暴多出现在白天, 集中期在午后到傍晚之间。
而沿海和西部山区的许多河谷地区, 由于夜间云顶辐射冷却, 云层内不稳定性加大，易在夜间出现雷暴。
雷暴出现后,持续时间也有所差异，有的只有几分钟，有的可持续数小时之久, 一般而言, 持续时间多在1 h～2 h, 而且是南方地区比北方地区持续时间要长。
雷暴是人类生存的客观自然界中的一种天气现象, 常伴有大风、暴雨、以及冰雹和龙卷等灾害性天气。
它影响飞机、导弹等安全飞行, 干扰无线电通讯, 击毁建筑物、输电和通讯线路的支架、电杆、电气机车, 损坏设备引起火灾、击伤击毙人畜等。
雷暴和其它灾害性天气相比有它的特殊性：①瞬时性。
由于放电本身一般延续不到1s, 所以绝大多数雷暴灾害是在放电瞬间产生的, 而且往往没有先兆, 使人防不胜防。
②遍及范围广, 但仅局地受害, 在82°N～55°S 之间的地区都可以找到它的足迹。
但就其造成的灾害而言, 除雷暴引起森林大火外, 大多都是局地的孤立的。
③发生的频率高。
据统计, 地球上每秒钟就有近100 次雷电奔驰落地, 发生频率之高也是其他气象灾害无法比拟的。
④立体性强。
天空中飞行的飞机、升空的火箭及地面上的建筑物、人畜和高架的输电线路等都可以遭受雷暴的危害, 这是一般的气象灾害所不具备的特点。
虽然雷暴对人类生活的危害非常大, 但是我们可以利用雷电来进行一些研究, 制造专门的仪器——雷电定位仪，利用它可以把接收到的雷电信号转换、放大, 最后在示波器的荧光屏上显示雷暴的方向, 监视雷暴活动时也就看到了锋面的移动。
惠州地区雷击风险评估算法与模型研究
惠州地区雷击风险评估算法与模型研究摘要：雷电是架空输电线路安全稳定运行的一大威胁，为了避免雷电灾害给电网运行带来严重影响及损失，对雷电灾害进行风险评估尤为必要。
雷击定量计算法能定量分析线路雷击跳闸的概率，基于此本文以雷击定量计算法确定雷击线路风险，通过将规程法和改进电气几何模型法两种模型的结合，建立了从杆塔到线路的雷害实时风险评估模型。
关键词：雷电；风险评估；雷击定量计算法1 总体研究思路总体研究思路如下：（1）首先根据惠州市多年雷电统计数据拟合出极端雷电流的概率分布函数，然后利用规程法计算的反击耐雷水平建立反击闪络概率模型[1]；（2）根据改进电气几何模型建立杆塔的绕击闪络概率模型；（3）结合监测雷电数据，分别计算杆塔的反击和绕击闪络概率，并联立得到杆塔雷击闪络率；（4）基于杆塔的可靠性逻辑串联关系，计算线路雷击闪络率并确定线路雷击跳闸率；（5）将雷击跳闸率归算到40个雷暴日下，根据国家标准规定的各电压等级线路跳闸阈值划分风险等级。
2 具体技术实现2.1 计算反击闪络概率（1）极端雷电流概率分布函数的确定国内外实测结果表明，负极性雷电流占绝大多数，约为75%~90%，从惠州市近10年地区线路日统计结果也可以看出负极性的雷电流占绝大多数，与实测结果相符。
而且负极性的冲击过电压线路传播时衰减小，对设备危害较大，故防雷计算中一般按负极性考虑。
本文利用MATLAB选择对数正态分布、Gamma分布、广义极值分布、Weibull分布对统计参数进行拟合，根据四种典型分布的拟合程度确定极端雷电流的概率分布模型。
（2）计算每基杆塔反击耐雷水平对于输电线路反击闪络故障，其定义为雷电击于线路上除导线外的某个部位（如杆塔、避雷线等）而导致线路与绝缘子间发生过电压闪络的故障。
而雷击引起输电线路发生反击闪络故障的最小危险雷电流幅值称为反击耐雷水平，记为If，依据现行电力行业规程DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》的规定，对于雷击杆塔顶部时的直击耐雷水平If可由式（1）进行计算：式（1）中：——绝缘子串的50%冲击放电电压，kV；——杆塔分流系数；——横担对地高度，m；——导线平均高度，m；——杆塔电感，H；——杆塔冲击接地电阻，；——导线和避雷线间的几何耦合系数；——导线和避雷线间的耦合系数。
甘肃中川地区云闪的多站同步观测及雷暴的等效电荷结构.
甘肃中川地区云闪的多站同步观测及雷暴的等效电荷结构2010-10-07利用甘肃中川地区GPS同步的7个测站闪电慢天线获得的电场变化资料,通过非线性最小二乘法对2004年8月20日一次雷暴过程中的10次云闪进行了拟合分析,估算了其所中和的电矩、取向及空间位置等参量.结果表明,其中5次云闪是雷暴云中部主负电荷区与其下部正电荷区之间的放电,另外5次是中部主负电荷区与其上部正电荷区之间的放电,对应的放电中心的海拔高度分别在3.2～5.6 km和6.8～7.7 km,中和电矩分别约为4.56～61.0 C・km和 1.06～15.9 C・km.发生在雷暴云上部正电荷区与中部主负电荷区之间的闪电所中和电矩较发生在雷暴云中部主负电荷区与下部正电荷区之间的闪电所中和电矩小.结果证实了中国内陆高原地区雷暴云的`上部和下部有两个正电荷区存在,与闪电放电相联系的雷暴云电荷结构可用简化的三极性来代表.作者：崔海华郄秀书张其林张廷龙张广庶赵阳孔祥贞袁铁杨静张彤CUI Hai-hua QIE Xiu-shu ZHANG Qi-lin ZHANG Ting-long ZHANG Guang-shu ZHAO Yang KONG Xiang-zhen YUAN Tie YANG Jing ZHANG Tong 作者单位：崔海华,CUI Hai-hua(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所西部气候环境与灾害实验室,甘肃,兰州730000;河北省防雷中心,河北,石家庄050021;)郄秀书,QIE Xiu-shu(中国科学院,大气物理研究所中层大气与全球环境探测试验室,北京,100029)张其林,张廷龙,张广庶,赵阳,孔祥贞,袁铁,杨静,张彤,ZHANG Qi-lin,ZHANG Ting-long,ZHANG Guang-shu,ZHAO Yang,KONG Xiang-zhen,YUAN Tie,YANG Jing,ZHANG Tong(中国科学院寒区旱区环境与工程研究所西部气候环境与灾害实验室,甘肃,兰州730000)刊名：高原气象 ISTIC PKU英文刊名：PLATEAU METEOROLOGY 年，卷(期)：2009 28(4) 分类号：P427.3 关键词：甘肃中川地区云内闪电非线性最小二乘法拟合雷暴电荷结构。
青藏高原那曲地区雷暴云电荷结构特征数值模拟研究
Ａ ｍ ｅ ｉａ ｔ ｄｙ ｏ ｈｅ Ｃｈａ ｇ ｔ ｕ ｔ ｒ ｎ Ｔｈ ｎｄ ｒ ｔ ｒ ｎ Ｎｕ ｒｃ ｌＳ ｕ ｆ ｔ ｒ ｅＳ ｒ ｃ ｕ ｅ ｉ ｕ ｅ ｓ ｏ ｍ ｉ
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第３卷 第 １ １ 期 ２０ 年 １ ０７ 月
大
气
科
学
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杆塔耐雷水平计算方法
杆塔耐雷水平计算方法
1.杆塔耐雷水平概述
2.固定系数法
固定系数法是指根据将不同的雷电参数转化为固定的数值系数，结合
杆塔的结构参数进行计算。
根据天津市规定，固定系数法的计算公式如下：-杆塔雷电冲击可承受过流I(kA)=αS(Lxσ-λ)
-杆塔雷电冲击绕组电压U(kV)=αS(Lxσ-λ)
其中，α为雷势系数，取1.15；S为杆塔横截面积（单位：m²）；L
为杆塔高度（单位：m）；σ为大地电阻率（单位：Ω.m）；λ为杆塔附
近的基本层次雷电过程的雷电平均充电量（单位：C/m²）。
3.概率法
概率法是指根据雷电的概率分布进行统计分析，计算杆塔在不同概率
水平下的耐雷水平。
IEEE指南中介绍的概率法包括以下几个步骤：-确定雷电信号的概率分布
-选择阻抗模型
-进行雷电流和雷电绕组电压的计算
概率法的计算结果更加准确，能够更好地反映实际情况。
其优点是能
够根据具体雷电活动的特点，对杆塔进行更加精细的耐雷设计和计算。
4.其他影响因素
在杆塔耐雷水平的计算中，还需考虑以下因素：
-线路的输电能力：根据线路参数和设计要求，计算雷电过电压通过线路的能力。
-地面接地系统：合理设计接地系统，减小杆塔接地电阻，提高杆塔的抗雷性能。
-环境因素：考虑杆塔的周围环境，如空气离子浓度、湿度等对线路的影响，合理选择防雷强度等级。
综上所述，杆塔耐雷水平的计算方法可以采用固定系数法或概率法，其中概率法的计算结果更准确。
在计算中还需综合考虑线路的输电能力、接地系统和环境因素等。
通过合理的耐雷设计和计算，可以保证杆塔的安全运行和电力系统的可靠性。
影响河北省雷电活动的天气系统及其雷电潜势预报
影响河北省雷电活动的天气系统及雷电潜势预报 柴东红1、2 侯瑞钦3 李宗涛1张楠1，2吴孟恒2、4（1河北省气象台，石家庄050021； 2河北省气象与生态环境重点实验室；3 南京信息工程学院； 4河北省信息中心，石家庄050021）摘要根据河北省142个气象站2006-2008逐日人工观测的雷电资料、华北电力局2005年-2007年的闪电定位资料、NCEP再分析资料、常规高空地面资料、探空资料和地面加密自动站资料，采用常规数理统计方法、多元回归方法、叠套方法等，对河北省雷电活动的影响系统进行了分析，对河北省雷电活动0-12小时的潜势预报进行了研究。
结果显示：影响河北省雷电活动的主要天气系统以低槽切变型、低涡型为主，其次是副热带高压型和冷锋型。
台风型、西北气流型、热力不稳定性型极少出现；5-6月份，以低涡系统的影响为最多，其它月份以低槽切变型的影响为最多，副高型则主要集中在7、8两个月份；地面中尺度系统是雷电发生的重要抬升机制；由于河北省南北纬度跨度较大，探空站稀疏，依据3个站点位置划分三个代表区计算的不稳定参数制作雷电潜势预报，检验结果不理想；由时空密度较大的NCEP资料计算的不稳定参数制作雷电0-12h潜预报有一定的实际参考价值。
关键词 河北省雷电活动天气系统雷电潜势预报引言雷电灾害给各行各业及人们的生活带来的巨大损失有目共睹，在气象灾害中位居前例，越来越受到人们的重视。
雷电活动是河北省常见的灾害性天气之一。
据统计，2003－2008年，河北省共发生雷击事故1,565起，造成直接经济损失4968元，死亡188人。
并且随着经济的迅猛发展，年雷电灾害次数总体呈上升趋势[1]。
近年来，有关雷电方面的研究已有许多：张义军等研究了不同地区雷暴的电荷结构[2]；Ravi等应用多元回归法来预报德里地区的雷暴。
结果显示多元回归方法在业务运行中是一种有潜力的预报方法[3]。
梁巧倩等对广州地区的雷电预报研究表明，利用多元回归法制作雷电潜势预报是一种可业务化的方案[4]；杨仲江等将逐步消空法运用在上海雷电潜势预报中[5]。
感应雷电电压计算公式
感应雷电电压计算公式雷电是一种自然现象，是大气中产生的电荷在云与地面或云与云之间发生放电现象。
当雷电发生时，会产生巨大的电压，给人们的生命和财产带来威胁。
因此，对雷电电压进行准确的计算和预测是非常重要的。
感应雷电电压是指由于雷暴云中电荷的分布和移动而在地面或建筑物上感应出的电压。
在雷电发生时，地面或建筑物上会感应出一定的电压，这对于人们的安全和设备的保护都具有重要意义。
因此，了解感应雷电电压的计算公式是非常必要的。
感应雷电电压计算公式的推导是基于麦克斯韦方程组和库仑定律，下面我们将介绍感应雷电电压的计算公式及其推导过程。
首先，我们需要了解雷暴云中电荷的分布情况。
在雷暴云中，正电荷和负电荷会分别聚集在云的不同位置，形成电荷分布。
当雷电发生时，云中的电荷会受到外界电场的作用而移动，导致地面或建筑物上感应出一定的电压。
假设雷暴云中的正电荷分布密度为ρ+，负电荷分布密度为ρ-，地面或建筑物上感应出的电压为V。
根据库仑定律，感应电压V与雷暴云中的电荷分布密度ρ+和ρ-之间存在着一定的关系。
根据库仑定律，感应电压V与雷暴云中的电荷分布密度ρ+和ρ-之间的关系可以表示为：V = k (ρ+ ρ-)。
其中，k为常数，表示空气中的介电常数和地面或建筑物的形状等因素。
ρ+ρ-表示雷暴云中正电荷和负电荷之间的差值，也即电荷分布的不平衡程度。
上述公式描述了感应雷电电压与雷暴云中的电荷分布密度之间的关系。
通过对雷暴云中电荷分布情况的观测和分析，可以计算出感应雷电电压的大小，为人们的生命和财产安全提供重要参考。
需要说明的是，感应雷电电压的计算涉及到复杂的电磁场理论和大气物理学知识，需要结合实际的雷暴云观测数据和地面电场观测数据进行分析和计算。
在实际工程中，通常会借助计算机模拟和数值计算的方法来进行感应雷电电压的预测和评估。
除了感应雷电电压的计算公式，还需要考虑雷电对设备和建筑物的影响。
在设计和建设电力设施、通信设备、建筑物等工程时，需要考虑雷电的影响因素，采取相应的防护措施，以确保设备和建筑物的安全可靠。
青海和北京地区不同个例雷暴云电荷结构特征差异的数值模拟分析
青海和北京地区不同个例雷暴云电荷结构特征差异的数值模拟分析青海和北京地区不同个例雷暴云电荷结构特征差异的数值模拟分析近年来，雷暴云对人类的生活和生产造成了严重的威胁。
雷暴活动中的降雨和闪电产生了极大的破坏力，对国家经济和社会发展带来了巨大的挑战。
因此，研究雷暴云的形成与演化规律对于准确预测和有效防范雷暴灾害具有重要意义。
青海和北京地区作为我国地理上有明显差异的两个地区，其雷暴云的电荷结构特征存在显著差异。
本文针对青海和北京地区不同个例的雷暴云电荷结构特征进行了数值模拟分析，旨在探究这种差异的形成原因，并为雷暴灾害的防范和监测提供科学依据。
首先，我们构建了针对青海和北京地区的雷暴云模拟模型，采用了计算流体动力学（CFD）方法对雷暴云的电荷分布进行数值模拟。
通过设定不同的初始条件和环境因素，我们可以观察到雷暴云在不同地区的演化过程。
在数值模拟中，我们选择了青海某个雷暴云和北京某个雷暴云作为个例进行分析。
根据实际观测资料，我们合理地设定了雷暴云的初始参数，包括云块高度、初始电荷分布和环境湿度等。
通过对比模拟结果和实际观测数据，我们发现了青海和北京雷暴云电荷结构的差异。
青海地区的雷暴云通常表现出较强的正电荷区域，而北京地区雷暴云则具有较强的负电荷区域。
这种差异可能与两地的气候条件和地理环境有关。
青海位于高原地区，气候凉爽干燥，空气相对稀薄，容易形成强热对流，从而产生较多的正电荷。
而北京则位于平原地区，气候温暖湿润，空气相对密集，更利于形成负电荷。
此外，我们还发现了青海雷暴云的电荷结构更加分散，表现出多个较小的正电荷中心，而北京雷暴云则呈现较为集中的负电荷中心。
这可能是由于青海地形起伏较大，风速变化较快，云块容易在上升运动中发生剪切，导致电荷分散。
而北京地形相对平坦，风速相对较稳定，雷暴云中的电荷容易集中在一个区域。
总结以上的模拟结果，青海和北京地区的不同个例雷暴云电荷结构特征差异可以归结为气候条件、地理环境和地形起伏的影响。
雷电原理 第五章 云雾降水电结构和电场
§5.5
雷暴云概况
雷暴出现带来强降水、大风、光、强电场和强电流、雷（次声） 、瞬变电磁脉冲辐射（天 电） 、无线电噪声等。一方面它可以造成洪涝灾害；另一方面也以强电流、强电场造成人类 生命财产的损失。它时常从两个方面给国民经济带来重大损失，因此对雷暴的研究和分析有 重要意义。 雷暴是发展旺盛的强对流现象，是伴有强风骤雨、雷鸣闪电的积雨云系统的统称。如果 以雷声间隔不超过 15 分钟算作一次雷暴进行统计，全球全年约出现 1600 万次雷暴，每天平 均约 44,000 次。在全球纬度带平均而言，赤道地区雷暴活动最频繁，每年约有 100-150 个雷 暴日；热带地区约为 75-100 天；中纬度地区约 20-40 天；极圈内最少，仅有 9 天。 我国地
表 5.1 云的类型
云类 卷云 卷积云 卷层云 高积云 高层云 雨层云 层积云 层云 积云 积雨云
垂直分类 高云 高云 高云 中云 中云 低云 低云 低云 直 展 云 （滴 水滴 水滴 水滴 水滴
宏观特点 白色狭条状，细丝或碎片状，具有纤维或柔丝般光泽的 外形或两者兼有 由白色颗粒状或波纹状等很小的单元组成,排列有规律。 具有细微结构的淡白色的云幕， 均匀地覆盖大部分天空。 白色或灰色的云层，云的小单体排列较有规律，有明显 的轮廓。 淡灰色或淡蓝色云层，具有均匀或纤维的外形，覆盖大 部分天空。 灰色厚云层，很暗，有雨或雪。 灰色或灰白色云层，带有暗黑部分，有规律排列。 灰色云层，云底很均匀，有时有毛毛雨，或米雪。 离散云体，浓密轮廓清楚，垂直方向发展，产生阵性降 水。
陈渭民编著
第五章 云雾降水电结构和电场
§5.1 大气中云的类型和特点
云是大气中闪电的重要载体，但是并非所有的云都形成闪电，实际上只有少量特定的云 才有闪电和雷击。云带电特点与云的类型、降水相关联, 不同类型云所荷电量和电结构有很 大的不同。为此先对云的分类作一介绍，如表 5.1 中，在气象学中, 按地面观测（只能观测 到云底） ，将云分成高（卷云、卷积云和卷层云） 、中（高层云、高积云） 、低云（层云、层 积云、雨层云、积云和积雨云） ，但是如果按云的稳定性分成层状云和直展（对流）云，层 状云按高度分高（卷云、卷积云和卷层云） 、中（高层云、高积云） 、低（层云、层积云）三 类云，直展（对流）云（积云、浓积云和积雨云） ，其积雨云云底与低云一样，但云顶相差 很大，从稳定性上与低云有很大不同，雾的成因与层状云类似，只是层状云是大范围潮湿空 气抬升而成，两者无本质的差别。对于以上各类云都能带电，但能形成闪电的灾害云是积雨 云，由于它带来强烈灾害性天气（闪电、冰雹、大风和暴雨） ，也称做雷暴云。
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第58卷第5期2000年10月气 象 学 报ACT A M ET EOROLOGICA SINICAVol.58,No.5Oct.,2000不同地区雷暴电荷结构的模式计算X张义军 言穆弘 张翠华 刘欣生(中国科学院兰州高原大气物理研究所,兰州,73000)摘 要利用二维时变轴对称模式和实际探空资料,模式计算了南昌、兰州和昌都3个地区雷暴云的电荷结构,并对形成机制进行了讨论。
结果表明:兰州地区雷暴的上升气流速度最大,雷暴发展最快;南昌地区雷暴次之;昌都地区雷暴最弱。
南昌地区雷暴的持续时间最长。
在雷暴的初始阶段3个地区都存在雷暴下部次正电荷区,在雷暴的成熟阶段兰州地区在感应和非感应起电机制的共同作用下雷暴呈明显的3极性电荷结构,南昌地区的雷暴主要在感应起电机制作用下形成偶极性电荷结构,而昌都地区的雷暴在非感应起电机制作用下形成偶极性电荷结构。
3个地区的雷暴负电荷区中心基本处于-10～-20℃的同一温度区内。
中国北方地区的温度层结有利于形成3极性电荷结构,且通过非感应起电机制来完成。
关键词:雷暴,电荷结构,雷暴起电机制。
1 引 言雷暴云的电荷结构和起电机制一直是大气电学研究领域里一个难题。
起初人们认为雷暴的电荷结构是偶极性的,即雷暴云上部存在一正电荷区,中部存在一负电荷区。
但随着探测技术的发展,大量观测发现雷暴的电荷结构呈3极性,即除了雷暴云上部的主正电荷区和中部的主负电荷区之外,在雷暴云下部还存在一个次正电荷区[1]。
但由于雷暴云的内在复杂性,地理条件、气候特征的不同,雷暴的电特征存在一定的差异。
近年来,在甘肃、兰州、北京康庄、上海南汇、江西南昌和西藏昌都等地区进行雷电野外观测实验中发现这些地区的雷暴的电特征各有不同[2～3]。
在上海和南昌地区,雷暴持续时间较长,一般1～2h,有时可持续几个小时,雷暴多呈现偶极性电荷结构,闪电较多,雷暴的电活动较强;在兰州和北京地区雷暴一般持续1h左右,多为局地性雷暴,雷暴表现为典型的3极性电荷结构;而青藏高原地区雷暴持续时间很短,约有70%的雷暴持续时间在30min以内,其雷电暴的电荷结构也多为偶极性。
由于雷暴的电特性的差异,雷暴产生的闪电特征也有很大差异,这就为雷电的防护带来许多困难,因此研究清楚雷暴电荷结构的差异及其产生的机制是十分必要的,同时也具有重要的科学意义和实际应用价值。
研究中,利用实际地面观测和探空资料对南昌1990年7月12日、兰州1990年7月1日和昌都1990年7月18日X初稿时间:1998年4月28日;修改稿时间:1998年8月10日。
资助课题:中国科学院重大项目KZ951-B1-405和国家自然科学基金委项目49775254。
3次雷暴过程的电荷结构特征进行模拟计算,并对其产生机制进行分析探讨。
2 环境参量表1是地面和探空资料所得到的一些特性参数。
由表1可见,这3个地区之间有比较大的差异。
南昌地区14时的地面温度最高,为33.2℃,兰州地区次之,为22.9℃,昌都地区最低,只有18.3℃;14时的相对湿度也是南昌最大,可达70%,而昌都次之,为59%,兰州地区最低,为49%;07时的0℃,-10℃和-20℃层高度,南昌地区比兰州和昌都地区高得多,如-10℃层高度(相对地面高度)在南昌为6.1km,在兰州为4.2km,在昌都为3.3km。
表1中L I是500hPa气温与空气从地面绝热上升到这一高度层的温度差,它表征了该层的上升率。
可见南昌地区的L I值最大,为-7.3℃。
K和T OT分别是气象上常用的热力不稳定因子指数和总指数,其计算方法为:南昌地区:K=T850-T500+T d,850-(T-T d)700T OT=T850+T d,850-2T500兰州地区:K=T700-T300+T d,700-(T-T d)500T OT=T700+T d,700-2T300昌都地区:K=T500-T100+T d,500-(T-T d)300T OT=T500+T d,500-2T100式中T为环境温度,下标d表示露点,数字表示气压(hPa)。
K值大,则表示低层暖湿,中层湿度层厚,而高层冷。
T OT值大,表示低层暖湿而高层冷。
不稳定度[4]是假定空气从地面开始干绝热上升,到达对流凝结高度以后,沿湿绝热温度递减率继续上升,直到与相应高度的层结温度之差到达最大,即此温度差定义为不稳定度:△T=T m-T,T m为湿绝热温度,T为层结温度。
这样计算的物理意义在于在最大不稳定层以上,云中的垂直速度将因其层结出现负的不稳定能量,而逐步减速。
从表1可见,南昌地区的不稳定度最大为12.5℃,兰州地区次之,为2.8℃,而昌都地区最小,为1.5℃。
而中层平均相对湿度,南昌是700hPa和400hPa相对湿度的平均值;兰州是500hPa和300hPa相对湿度的平均表1 由地面和探空资料所得到的一些特性参数特 性 参 数南昌(1990年7月12日)兰州(1990年7月1日)昌都(1990年7月18日)海拔高度(m)4715183310 14时地面温度(℃)33.222.918.3 14时地面相对湿度(%)704959 07时0℃层高度(km) 4.7 2.5 1.7 07时-10℃层高度(km) 6.1 4.2 3.3 07时-20℃层高度(km)8.0 6.2 5.1不稳定度(℃)12.5 2.8 1.5中层平均相对湿度(%)566782L I(℃)-7.3-4.4-1.0 K(℃)37.141.869.5 T OT(℃)45.182.7145.907时250h Pa的风速(m・s-1)8279618气 象 学 报 58卷值;昌都是400hPa 和200hPa 相对湿度的平均值。
云体发展起来以后,将进入大气中层,这层的环境湿度对云体的发展影响很大。
从表1可见,3个地区的层结特征有很大的差异。
3 模式计算结果利用二维时变轴对称雷暴动力—电数值模式和与文献[5]相同的微物理过程的参数化,模拟计算了南昌、兰州和昌都3个地区的雷暴云的电荷结构,初始环境场对南昌、兰州和昌都以各自的不同层结资料输入。
模式中考虑了水汽、云水、雨水、冰晶和软雹等水成物混合比以及相应的体电荷浓度,模式引入了凝结、蒸发、自动转化、粒子间的相互碰撞和冰晶核化、次生冰晶等10种微物理过程,并以参数化的方式引入了5种起电过程,即自由离子的扩散输送和在电场中的电导输送;雨滴碰撞云滴的感应起电;软雹碰撞云滴和冰晶的感应起电和非感应起电以及软雹碰撞大云滴的次生冰晶起电。
3.1 垂直气流上升速度图1 计算得到的3个地区雷暴中最大上升速度随时间的演变(a.南昌;b.兰州;c.昌都)图1为南昌、兰州和昌都3个地区雷暴中最大上升速度随模拟时间的演变情况。
从图1可见,南昌地区雷暴的最大上升速度在第35分钟达到峰值16.1m ・s -1,到80分钟减弱到1m ・s -1以下,持续时间较长;兰州地区雷暴的最大上升速度在第25分钟达到,其峰值为19.0m ・s -1,上升速度的上升速率很快,到15分钟时已达到了10.6m ・s -1,到60分钟时减弱到1m ・s -1以下;而昌都地区雷暴的最大上升速度到第30分钟达到峰值11.4m ・s -1,到50分钟减弱到1m ・s -1以下,其持续时间最短。
比较雷暴的最大上升速度可知3个地区的动力结构有比较大的差异。
南昌地区雷暴的上升气流维持时间最长,增长速率与昌都地区基本一致,而兰州地区增长最快。
这主要是由于层结不同所致。
南昌地区由于地面温度和相对湿度均较高,不稳定度大,不稳定能量大,所以雷暴的上升速度较大,持续时间较长,兰州地区尽管地面温度和相对湿度不比南昌地区高,但-10℃和-20℃温度层高度较低,层结温度递减率较大,且有相对大的中层相对湿度,所以雷暴的上6195期 张义军等:不同地区雷暴电荷结构的模式计算升速度和南昌地区差不多,甚至还高些,且上升速度的增长率较大,而昌都地区则由于地面温度和相对湿度都较低,雷暴的上升速度最低。
3.2 云水含量图2是模拟得到的3个地区雷暴在成熟阶段的云水混合比的分布情况。
从图2可见在第45分钟时南昌地区的雷暴已发展到9.8km ,云水混和比最大值为1.4g ・kg -1,主要集中在8～10km 之间,但径向发展较小;兰州地区雷暴第30分钟时的云顶高度为8.6km,云水混和比最大值为2.6g ・kg -1,主要集中在5～9km 之间,其径向发展达到了2.0km,是这3个地区云水垂直和径向发展最大的;昌都地区雷暴的云顶高度在第35分钟时仅发展到4.4km ,云水混和比最大为1.7g ・kg -1,主要集中在3.6～4.4km 之间,径向发展到1.2km 。
与表1比较可知,层结不稳定度越大,雷暴的发展越强,云顶高度则越高。
随着雷暴云的发展,云内及云底附近空气的热动特性将发生较大变化,这种变化与层结的温、湿特征紧密相关,且影响整个雷暴云的发展。
Robert [6]利用一次探空资料模拟计算了云底动能施力参量E kin 时序变化,其中:E kin (J /kg )=12W 2bW b 是云底附近的上升速度。
结果发现雷暴云顶高度随云底E kin的增大而增大。
图2 模拟计算得到的雷暴云水混和比(×10-2g /kg )的分布(a .南昌(45分钟);b .兰州(30分钟);c .昌都(35分钟))言穆弘等[7]对同一地区不同雷暴过程进行的模式研究结果也表明,模拟雷暴云的云底中心轴附近由上升气流变为下沉气流时刻(t cb )的云底E kin 与雷暴的发展有正相关性,随着云底E kin 的增大,模拟雷暴云的发展增强,云顶高度升高,但存在一个阈值,当云底动能超过这一阈值时,对流反而减弱。
由于t cb 时刻的云底动能施力E kin 表征了模拟云体的最后冲击能量,它与环境温湿条件有关,但随着雷暴云的不断发展,蒸发冷却作用也明显增大,从而将抑制雷暴云的发展。
表2是模拟计算的3个地区t cb 时刻的云底动能施力E kin 和最大云顶高度(H )。
从表2中可看出,南昌地区由于地面温度较高,相对湿度较大,温湿条件620气 象 学 报 58卷较好,所以雷暴的上升气流速度比较大,云底动能施力参量对雷暴云的发展影响最大,云体的发展也最强,最大云顶高度达10km ;而兰州地区尽管上升速度较大,但由于地面温湿条件较低,云底动能的作用相对于南昌地区要弱,所以雷暴的发展比南昌地区弱,最大云顶高度为8.8km ;昌都地区则由于地面温湿条件和上升气流速度都很低,难以为雷暴的发展提供较大的云底动能,雷暴自然难以发展,最大云顶高度仅为4.8km 。
表2 模拟计算的3个地区t c b 时刻的云底动能施力E kin 和最大云顶高度(H )南昌兰州昌都t cb (min)504535E kin (J/k g)0.820.780.51H (km)108.8 4.83.3 雷暴的电荷结构特征表3是模拟得到的3个地区雷暴中最大空间电荷密度和相应出现高度的时序值。