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当今,中层大气闪电现象的研究是中高层大气的热门研究课题。本论文主要从数值模型方面对中层大气闪电现象进行模拟研究。
论文的第一章介绍了中层大气闪电现象的研究现状;在第二章和第三章,简单地介绍雷暴云的电荷结构理论和闪电放电的电流特征,大气击穿和电子崩理论等,为后面的模型建立做铺垫。
在第四章中,以Possion方程为基础,建立了一个二维、时变的准静电场模型,并用模型很好的解释Redsprite的时空间特征。
在第五章中,以麦克斯韦方程组为基础建立了一个二维、时变的电磁场模型。电磁场模型模拟结果显示:闪电放电产生的电场主要分布在两个区域,近场区和远场区。近场区的电场(准静电场)是产生Redsprite的源;远场区的电场(辐射场)是产生Elves的源。并讨论了不同放电电流参数对Elves的水平扩张速度的影响。
在第六章里,我们用扩散击穿机制简单地讨论了Bluejet的空间特征。并简单的探讨了为什么40-50km高度是Bluejet向上的终端高度和Redsprite向下的最低点高度。
总之,我们改进了已有的准静电场和电磁场模型;得到了一些符合观测实际的模拟结果;解释了一些新观测现象,为下一步的研究提供了理论基础。