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上行闪电触发以及传播的数值模拟: 本论文主要工作有两部分,第一部分是建立上行闪电放电参数化方案,通过建立不同的雷暴云电荷结构分布产生不同的雷暴云空间电荷背景,定量探讨了建筑物高度对上行闪电的触发和先导入云后的传播特征的影响,雷暴云底部次正电荷分布特征对上...; 周博文; 关键词：数值模拟; 文献传递

冰晶核化对雷暴云微物理过程和起电影响的数值模拟研究被引量：9: 2015年; 本文在已有的二维对流云模式中采用了一种与气溶胶有关的冰晶核化方案替代原有的冰晶核化经验公式,并选取个例,分别就两种方案进行了模拟对比试验。模拟结果表明:(1)新方案所得冰晶比含水量主要分布在-0.1^-7.6°C温区之间,高于原方案所得的-50.1^-24.2°C温区;在整个雷暴云的发展过程中新方案冰晶的分布高度、温度区间以及最大浓度值均大于原方案。(2)在新方案中,温度相对较高的过冷区产生大量冰晶,其争食云中水汽抑制了云滴、雨滴的增长。此外,与原方案相比,霰增长受雨滴大幅减小的影响进一步得到限制,导致生成的霰小于原方案,且空间分布具有较大区别。(3)两方案在雷暴云初期形成的电荷结构不同;在发展旺盛与消散阶段新方案中电荷空间分布区域和电荷量均大于原方案,此外,在不同时刻主正电荷区和主负电荷区的中心高度存在差异。本文对云微物理过程及起电的分析为后继探讨气溶胶与雷暴云起放电过程、电荷结构之间的相互关系提供了有利条件。; 谭涌波杨忆师正周博文张冬冬廖义慧; 关键词：冰晶微物理过程云模式

积云模式中上行地闪的参数化方案及起始有利云内环境特征的探讨被引量：3: 2016年; 上行地闪是一种始发于超高建筑物(高度至少在100m以上)顶端的大气放电现象,目前对其的认知主要通过地面观测,而相应的理论模式研究较为缺乏.本文在已有的双向先导随机模型的基础上,创建上行地闪随机放电参数化方案,并耦合到雷暴云起、放电模式中,进行了二维高分辨率上行地闪放电的模拟实验,得到的上行闪电与观测结果具有较好的一致性.通过分析雷暴云电荷结构给出了常规地闪起始的有利云内环境特征,并分析了正、负上行地闪一些特征的异同,结果表明:模拟得到的上行正地闪多为诱导触发的上行地闪,通常是三极电荷结构下次正电荷区与地面之间的一种放电现象,前次云闪过程对空间环境电场的影响为其起始提供了有利条件,整个放电过程延伸范围有限、分叉少、放电不充分;上行负地闪多为偶极电荷结构中主负电荷区与地面之间的放电过程,温度层结的高度低以及降水粒子的下沉使电荷区高度降低是其起始的根本原因,上行负地闪发展旺盛,分支较多;诱导触发的上行地闪主要发生于雷暴成熟期,而自行触发的上行地闪则更容易在雷暴消散期起始.; 谭涌波陈超周洁晨周博文张冬冬郭秀峰; 关键词：数值模拟

建筑物高度对上行闪电触发以及传播影响的数值模拟被引量：10: 2015年; 为了探讨建筑物高度对单个上行闪电触发以及传播的影响,设定了一个固定的背景电场,并结合自行触发的上行闪电随机放电参数化方案,进行了二维高分辨率上行闪电放电的模拟试验。结果表明:(1)上行闪电在初始阶段分支比较少;发展到离地面2 km左右后,闪电开始出现大量的分支,闪电通道开始出现明显的分叉:一部分通道继续向高电荷密度中心垂直传播,另一部分通道绕过高电荷密度中心,向外水平传播;模拟的上行闪电只能垂直传播到4 km处的负电荷中心,不能穿过0电势线向上方的正电荷区传播。(2)建筑物高度对上行闪电的触发起了关键作用,建筑物越高,越容易触发上行闪电。(3)建筑物高度对上行闪电传播具有一定的反作用,随着建筑物高度增高,模拟出的上行闪电的水平和垂直传播距离都有所减小,通道的分形维数变小,通道传播的总长度也逐渐减小。; 谭涌波周博文郭秀峰张冬冬师正陈超; 关键词：建筑物高度数值模拟

建筑物高度对上行闪电触发以及传播影响的数值模拟: 设定了雷暴云经典三极电荷结构并结合上行闪电的随机放电参数化方案,进行了二维高分辨率上行闪电放电的模拟实验,探讨了高大建筑物的高度对单个上行闪电的触发、传播的影响.结果表明:(1)模拟的上行闪电在初始阶段垂直向上延伸,且闪...; 周博文; 关键词：建筑物高度数值模拟

轴对称建筑物形状对电场畸变影响的数值模拟被引量：8: 2014年; 为了研究建筑物形状对大气电场畸变的影响,利用有限元法,计算得出不同形状建筑物周围的电位分布,进而讨论建筑物直径、弯曲度以及高度对大气电场畸变的影响.结果发现:建筑物顶端中心的电场畸变系数β随建筑物直径的增大而减小,且畸变系数与建筑物直径的关系式和建筑物弯曲度有一定的关系;电场畸变系数β随建筑物弯曲度的增大而减小,且最终趋于不变;电场畸变系数β随建筑物高度增加而增加,且建筑物的弯曲度不同,β随建筑物高度变化的趋势也不尽相同.对于具体的雷电防护设计,能够提供一些依据.; 谭涌波张冬冬郭秀峰周博文杨忆; 关键词：电场畸变数值模拟

地闪近地面形态特征的数值模拟被引量：13: 2015年; 该文在已有闪电随机放电参数化方案的基础上，截取近地面区域，保持闪电其他基本参数不变，通过改变闪电的空间形态，对同一背景下的闪电进行多次模拟，研究闪电近地面空间形态的差异对闪电击地点位置、上行先导长度、上行先导触发时下行先导的尖端位置及连接过程形态等参数的影响，并探索闪电参数之间的相关性。结果显示：闪电近地面空间形态会使上行先导长度在77-609m区间内变化，大部分集中在100200m，也会使上行先导触发时下行先导的尖端位置分布在建筑物上空的一个椭球形空间内。同时，闪电近地面空间形态的差异也会使地闪连接形态呈多样性。另外，近地面闪电下行先导长度与上行先导长度有一定的线性相关性，而其他闪电参数相互之间的相关性较弱。这不仅可以加深对闪电空间形态不确定性的理解，同时也对以后的模式建立有一定借鉴意义。; 谭涌波张冬冬周博文师正陈之禄陈超

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周博文