张鸿波
- 作品数：40 被引量：45H指数：4
- 供职机构：中国科学院大气物理研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划中国科学院“百人计划”更多>>
- 相关领域：天文地球电气工程理学文化科学更多>>
- 雷暴地球伽马射线闪探测研究进展及若干问题探讨
- 2023年
- 地球伽马射线闪(Terrestrial Gamma-ray Flashes,TGFs)是近来相关研究比较活跃的一类发生在雷暴中的高能辐射现象,可在地面和近地轨道卫星平台上观测到光子能量高达几十兆电子伏特的伽马射线爆发.观测表明TGF是伴随雷暴闪电发生的一种自然界比较常见的高能大气物理现象,但其产生过程、物理机理及效应等尚不清晰,TGF研究也已成为大气电学与高能物理这一前沿交叉领域的热点研究问题.文章阐述了近十年来关于TGF探测、TGF与闪电放电过程及雷暴活动相互关系等方面的研究进展,并对一些尚存的问题进行了讨论.卫星观测发现上行TGF与云内初始先导过程关系紧密,一般发生在云内先导起始之后几毫秒时间内,并可能由于其发生过程伴随的瞬时大量电子转移产生特殊的低频电磁辐射.相比之下,目前报道的下行TGF的发生环境比较复杂,可能伴随着不同类型的闪电放电过程,如上行正先导/下行负先导、连续电流过程、回击过程等.由于地面观测资料较少,与上行TGF相比,下行TGF产生过程的研究更加缺乏.随着精细时空探测系统的发展,基于地面与卫星观测平台的精细协同观测将对TGF产生过程及其机制的研究带来更多新的认识.
- 吕凡超张义军陆高鹏祝宝友张鸿波徐未熊少林吕伟涛
- 关键词：闪电雷暴高能辐射电磁探测
- 人工引发闪电上行负先导的发展传输特征被引量：1
- 2021年
- 在地面大气电场为正极性的条件下,成功实现12次人工引发闪电,对其放电特征、初始阶段上行负先导的传输特征与机理进行了研究.引发闪电时地面大气电场强度均值约5 kV/m,最高超过13 kV/m.除一次个例的放电发生了正、极性反转并产生多次负回击以外,其他11次引发闪电均未产生继后回击过程,闪电放电电流总体上在几百安培量级.引发闪电起始后,其向上传输的负梯级先导平均二维速度为1.85×10^(5)m/s,获得132次梯级的长度范围为0.8—8.7 m,平均3.9 m.先导起始阶段的电流和电磁场呈现显著的脉冲特征,其脉冲间隔、电流峰值、转移电荷量、半峰值宽度、电流上升时间T^(10%—90%)平均值分别为17.9μs,81 A,364μC,3.1μs和0.9μs,单次梯级的等效线电荷密度为118.5μC/m.先导通道的分叉一般伴随梯级过程发生,存在两种方式:1)先导头部前方成簇的空间茎/空间先导在同一梯级周期内先后与先导头部发生连接,对应的电流脉冲表现为多峰结构,峰值点时间间隔约2—3μs,最长6—7μs;2)曾熄灭的空间茎/空间先导重燃后侧向连接至先导通道.
- 李宗祥蒋如斌吕冠霖刘明远孙竹玲张鸿波张鸿波刘昆张雄
- 关键词：梯级
- 对流层雷暴在近地空间的高能辐射效应——地球伽马射线闪被引量：4
- 2020年
- 对流层中的活跃雷暴通过其内部的闪电活动实现不同空间、时间尺度和强度的电荷传输,在雷暴上空的广阔空间中导致了多种形式的瞬态电磁效应.其中,云内闪电可通过其初始阶段的上行负极性先导产生具有较高电离性的硬X射线和伽马射线脉冲,形成地球伽马射线闪(Terrestrial Gamma-ray Flashes,TGFs).本文简要综述了过去十年来基于国外卫星平台的TGF研究进展,主要包括:(1)TGF通常由云闪初始阶段的上行负先导产生,且经常伴随峰值电流较大、脉冲电荷传输较强的云内放电过程(称之为云闪初始阶段的云内大脉冲过程);(2)基于TGF宽带射频信号的特征,可以发展出基于地面闪电信号测量的TGF遥感方法,从而提高TGF及其母体雷暴的可研究样本量;(3)关于TGF的产生机制,目前尚没有统一观点,存在热逃逸电子和相对论逃逸电子雪崩击穿两种主流理论,这主要是因为目前还无法对TGF源区进行有效的观测.相对于中高层放电现象(如红色精灵、巨型喷流、蓝色射流等),国内学者对于地球伽马射线闪的研究起步较晚,相关的观测和机理研究落后于欧美研究团队.得益于近年来中国空间探测技术的创新发展,尤其是"慧眼"-硬X射线调制望远镜卫星(Insight-HXMT)和引力波暴高能电磁对应体全天监测器(GECAM)等项目的实施,在地基闪电探测技术持续发展的基础上,中国的研究团队有望在地球伽马射线闪研究领域取得一系列重要进展.
- 陆高鹏熊少林吕凡超张鸿波徐未杨靖祝宝友刘非凡李东帅
- 一种多功能引雷弹点火控制装置
- 本实用新型公开了一种多功能引雷弹点火控制装置，包括控制装置盒体、点火控制组件和点火状态监控系统；无线接收机与外部的引雷弹连接以控制引雷弹的发射；有线点火盒与外部的备用弹连接以控制备用弹的发射。本实用新型的控制装置增加了多...
- 王东方郄秀书蒋如斌袁善锋张鸿波孙竹玲刘明远
- 一种改变雷暴云内电环境的火箭装置和方法
- 本发明公开了一种改变雷暴云内电环境的火箭装置和方法，通过电晕探针、大气电场探测仪，并结合重力陀螺仪所提供火箭自旋角速度信息、火箭倾角姿态信息，解析获得环境电场强度，综合经电晕探针、大气电场探测仪得到的探测信号，得到准确的...
- 郄秀书蒋如斌张鸿波陈睿凌任渝帆刘昆刘明远刘冬霞王东方宣越健夏祥鳌
- 直击雷感应过电压测量及电子设备耐受性能测试装置及方法
- 直击雷感应过电压测量及电子设备耐受性能测试装置及方法，涉及过电压测量技术领域，解决现有直击雷产生感应过电压过程中，无法采用合适的测量装置进行测试和评估，以及无法实现对雷电流感应过电压测试设备中的关键电子设备进行耐受测试等...
- 王东方郄秀书蒋如斌袁善锋张鸿波孙竹玲刘明远
- 姿态可感知雷暴云三维电场探空仪
- 本发明涉及一种姿态可感知雷暴云三维电场探空仪，由三维电场探空仪、地面数据接收分析仪。三维电场探空仪装有三轴姿态传感器，对雷暴云内电场探测的过程中，同步探测探空仪的姿态。数据回传至地面，地面数据接收分析仪接收解调，解析得到...
- 刘明远郄秀书张鸿波陆高鹏蒋如斌孙竹玲
- 文献传递
- 车载式快速响应人工引雷系统
- 本发明公开了一种车载式快速响应人工引雷系统，包括引雷测控平台、智能可调整引雷系统和电力支撑系统；所述智能可调整引雷系统装载制动系统，且车体的顶部和前后左右侧板均可以向外完全展开并伸展至地面；所述引雷测控平台包括内置于车体...
- 王东方郄秀书蒋如斌袁善锋张鸿波孙竹玲刘明远
- 利用低频磁场天线遥感测量人工引雷中的初始连续电流被引量：6
- 2017年
- 2014年夏季的山东人工引雷实验中,我们利用高灵敏度宽频段磁场天线在距引雷点78 m的距离上开展了对人工引雷初始连续电流过程的遥感测量。通过分析实验期间5次人工引雷的综合观测数据,发现磁场遥感方法对人工引雷中特有的初始连续电流有很好的反演效果。通过对78 m距离上获得的磁场测量信号进行积分处理,能够有效地抑制测量过程中白噪声的影响,从而反演得到初始连续电流的低噪声时变波形。该方法为获取空中引雷实验中的初始连续电流波形提供了一种解决方案,同时也可用于反演近距离自然闪电中地闪回击中的长连续电流的时变波形。
- 樊艳峰陆高鹏蒋如斌蒋如斌张鸿波郄秀书
- 人工触发闪电高能辐射特征及其与放电参量的关系
- 2023年
- 2021年5~7月,使用自主研发的雷暴高能辐射观测系统,在中国气象局雷电野外科学试验基地首次开展了人工触发闪电高能辐射观测试验,在22次先导/回击过程中成功捕获到17次X射线暴.文章研究分析了X射线暴的能量、时间和方向特征,讨论了高能辐射与相应的回击峰值电流、半峰值宽度、上升时间和回击间隔时间等放电参量的关系以及相关的物理过程.结果表明:高能辐射普遍存在于人工触发闪电过程中,与回击前最后的下行先导过程密切相关,光子能量集中在数十至百keV,高能辐射平均持续时间~27μs,且具有与垂直向下光束不符的方向特征,可能与先导发展方向有关;高能辐射强度与回击峰值电流正相关,表明其与闪电过程的强弱直接相关,但也同时受到闪电通道条件的调制作用;高能辐射表现出分立脉冲、连续脉冲和分立-连续脉冲3种不同的时间分布模式并在放电参量上存在差异,分立脉冲事件持续时间最长,相应的回击电流半峰值宽度小、回击间隔时间长,且均出现在靠后的先导/回击过程中,连续脉冲事件持续时间短,相应的回击峰值电流小,分立-连续脉冲事件持续时间适中,相应的回击电流半峰值宽度和回击峰值电流普遍较大,3类不同的时间分布事件可能决定于先导发展过程的不同类型.上述观测结果支持先导强场逃逸机制.
- 张雄李小强张阳曹保锋郑毅蒋如斌李鹏张鸿波吕伟涛
