地闪与对流性天气系统中降水关系的分析

利用１９９７年夏季在中国科学院兰州高原大气物理所平凉雷电与暴雹实验站设置的３站闪电定位系统所取得的地闪资料与雷达、降水及探空等资料进行了对比分析,发现地闪与对流性天气中的降水有较好的相关性,这种相关性用来对一般性对流天气中降水进行估测是可行的。通过非线性回归近似拟合得到平均雨强与对应时段内的地闪数回归方程为Ｒ＝１．６９２ｌｎＦ－０．２７３,相关系数ｒ为０．８６４１。同时地闪频数与层结最大不稳定能量一样能够指示对流性天气的发生和发展。     

黑河张掖段浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

为探究黑河张掖段浮游植物群落季节动态及其与环境因子的相互关系,于2017年对黑河张掖段10个断面进行4个季度的采样调查,共计检出浮游植物8门80属316种,其中蓝藻门、绿藻门和硅藻门种类分别占总种类数的10.75%、15.22%和68.35%.水环境因子中,温度、电导率、盐度、溶解氧和叶绿素a浓度时空变化显著,总氮、总磷浓度则随着海拔降低而呈现显著升高的趋势.调查期间,黑河张掖段浮游植物密度在0.92×10⁴~116.67×10⁴ cells/L之间,从上游到下游呈现明显的递增趋势.优势种主要集中在硅藻门,包括扇形藻（Meridion sp.）、弧形峨眉藻（Ceratoneis arcus）、极小曲壳藻（Achnanthes minutissimum）、延长等片藻细弱变种（Diatoma elongatum var.tenuis）、尖针杆藻（Synedra acus）、简单舟形藻（Navicula simplex）、谷皮菱形藻（Nitzschia palea）、变异直链藻（Melosira varians）、普通等片藻（Diatoma vulgaris）、肘状针杆藻（Synedra ulna）等,此外,在河段优势种中,中下游出现蓝藻门的微囊藻（Microcystis sp.）（优势度为0.025）、绿藻门的四尾栅藻（Scenedesmus quadricauda）（优势度为0.020）、隐藻门的尖尾蓝隐藻（Chroomonas acuta）和卵形隐藻（Cryptomonas ovata）（优势度为分别为0.045和0.032）种类.4个季度Shannon-Wiener多样性指数（H''）均值分别为2.65、2.76、2.89和2.44,Pielou均匀度指数（E）均值为0.93、0.90、0.91和0.87,Margalef丰富度指数（d）均值为1.73、1.77、2.00和1.31.随着海拔的降低,浮游植物H''和d显著升高,而E变化范围相对平稳.结合水体营养盐指标、浮游植物及多样性指数等指标对水质评价,黑河张掖段水质总体呈无污染或轻度污染到轻中度污染状态,且中游污染程度加剧.RDA与Pearson相关性分析结果表明,水体氮磷营养盐、温度、海拔是影响黑河张掖段浮游植物群落结构及动态的关键因素,而在河段下游,电导率、盐度也是影响浮游植物群落结构的主要环境因子.     

一次人工引发闪电初始电流及其电磁场变化特征

研制了近距离闪电磁场变化测量系统,并在2005年夏季山东滨州的人工引发闪电试验中,获得了闪电电流和距闪电通道60 m处的1μs时间分辨率的电磁场变化同步观测资料。本文详细分析了一次人工引发闪电放电初始阶段的电流及近距离电磁场。本次引发闪电中火箭拖带的导线底端通过一段5 m左右的尼龙线与引流杆相接,这段空气间隙击穿放电所产生的电流为720A,对应的60 m处电场和磁感应强度变化分别为0.38 kV/m和11.26μT。对同步资料的进一步分析表明,人工引发闪电上行正先导电流脉冲时间间隔为18.0~25.0μs,平均峰值电流为23.0A,变化范围为16.9~41.0A;单个先导过程转移电荷量的平均值为84.3μC,变化范围为57.8~141.0μC。60 m处先导电场峰值和磁感应强度峰值的平均值分别为16.7 V/m和0.3μT,变化范围分别为8.7~28.2V/m和0.116~0.544μT。先导电流峰值Ip(A)与其产生的磁感应强度峰值B(μT)之间满足Ip=61.9B 2.56。     

高原地区云对地闪电首次回击的光谱研究

用无狭缝光栅摄谱仪,获得了青海西宁地区云对地闪电首次回击过程400～700nm波 长范围的光谱,并首次在闪电的单次回击光谱中记录到了波长为604.6nm和619.4nm的谱线. 将原子结构的理论应用于闪电光谱的研究,用多组态Dirac Fock方法,计算了有关光谱线 的 波长、振子强度以及相应的激发态能量等参数,理论与试验观测资料进行比较分析后发现, 高原地区闪电首次回击光谱的结构及跃迁特性与其他地区有明显的区别,除NII离子n=3 的低 激发态产生的跃迁谱线外,激发能量为13～14eV左右的中性NI和OI的跃迁增多,但很难观测 到OII离子的跃迁谱线.     

青藏高原东北部地区夏季雷电特征的观测研究

介绍了2002年夏季在海拔2650m的青海东部地区所进行的雷电综合观测实验及初步研究结果。实验中采用了GPS同步的6个站闪电快、慢电场变化和平均电场的同步观测,配合1ms的高速摄像对该地的雷暴电荷结构、闪电放电特征等进行了研究。初步研究结果表明,青海东部的雷暴云当顶时,地面电场既可受云内的负电荷所控制,也可能受正电荷所控制,揭示了雷暴电荷结构的复杂性。同时,闪电特征也存在一定的特殊性,所发生的地闪先导常以多分叉的形式慢速向地面行进,并在地面形成两个或两个以上的接地点;梯级先导的发展速度约为0.8～1.18×105m·s-1。同时在地闪发生之前和之后常有持续时间较长、闪道清晰的云内放电过程发生。高速摄像观测首次发现,在一次云内正电荷控制地面电场的雷暴条件下,云内放电过程呈现出双层结构特征。放电首先从上部负电荷区和下部正电荷之间的地方激发,然后上、下同时发展。在开始阶段只能看到向下的负流光通道,当上、下发展的通道分别到达负、正电荷区时,明亮的的主通道形成。之后放电在下部正电荷区以多分叉的形式水平扩展,下部的水平扩展停止后,主通道上部的放电开始水平扩展,是一种反极性的云内放电过程。