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閃電規(guī)則脈沖爆發(fā)序列的通道發(fā)展和電參數(shù)特征研究獲新進(jìn)展
作者：葉滿山   來源：中國科學(xué)報  
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近日，中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院范祥鵬團(tuán)隊在閃電研究領(lǐng)域取得重大突破，揭示了閃電規(guī)則脈沖爆發(fā)（RPBs）的通道發(fā)展和電學(xué)參數(shù)特征。這項研究成果不僅深化了人類對閃電復(fù)雜物理過程的理解，也為未來雷電觀測和分析提供了新的方法和視角。相關(guān)論文發(fā)表于Geophysical Research Letters。
閃電作為自然界中最壯觀的物理現(xiàn)象之一，不僅對人類生活和生產(chǎn)構(gòu)成威脅，還是觸發(fā)其他多種大氣現(xiàn)象和生態(tài)系統(tǒng)變化的關(guān)鍵因素。然而，閃電中一種奇特的規(guī)則脈沖爆發(fā)現(xiàn)象——RPBs，其發(fā)生機制長期以來一直困擾著科學(xué)家。
范祥鵬團(tuán)隊利用自主開發(fā)的物理模型和粒子群優(yōu)化（PSO）方法，成功估算出RPBs連續(xù)脈沖的電流和傳播速度，并發(fā)現(xiàn)連續(xù)脈沖發(fā)展通道的高度重疊特征。這一發(fā)現(xiàn)打破了以往對直竄先導(dǎo)（K過程）發(fā)展速度的估計，將RPBs脈沖電流的速度范圍提升至0.6×108米/秒到1.8×108米/秒，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)觀測值。
團(tuán)隊通過甚高頻（VHF）閃電干涉儀的納秒級觀測結(jié)果，為RPBs通道高度重疊遞進(jìn)發(fā)展特征的論斷提供了直接觀測證據(jù)。這一技術(shù)的引入，不僅提高了觀測精度，還使得研究人員能夠更深入地了解閃電的微觀物理過程。
據(jù)悉，范祥鵬團(tuán)隊的研究成果首次于2019年投稿于《地球物理研究快報》（Geophysical Research Letters），但因缺乏清晰的觀測證據(jù)而被長期擱置。經(jīng)過多輪審稿和持續(xù)研究，團(tuán)隊最終通過全脈沖識別的閃電干涉儀定位新方法，成功將觀測時間分辨率提升至納秒量級，為之前的模型分析結(jié)論提供了有力的觀測支持。
該研究成果的發(fā)表，不僅為更好地理解閃電的物理機制提供了新的視角，也為自然界中其他類似現(xiàn)象的機理研究提供了參考。
相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2023GL106582
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