雷暴电结构和起电过程

主要完成人员： 中科院兰州高原大气所刘欣生、郭昌明、言穆弘、王才伟、肖庆复。通过对雷云及雷电特征的综合观测、资料分析及模式计算等手段，对雷暴云电结构和起电过程、闪电放电模式以及云闪初始流光放电过程等进行了深入研究。(1)发现甘肃地区雷暴云有独特的电荷分布特征，即云底部经常存在一个持续时间长、范围大的正电荷区，云内放电经常在云的中下部进行，个例分析定量得出了放电中心位置及中和的电矩， 证实了雷暴云电荷分布的三极结构的存在。(2)云起电过程的数值模拟计算表明， 冰相的存在是造成雷暴云强烈起电的原因，当云内有较高的冰晶浓度时，非感应起电有很高的起电率，并在云下部暖于-10℃的区域可以形成正电荷区， 和上述雷暴云电结构的观测分析结果相符。(3)提出了云闪初始放电的折线流光模式， 能很好解释地面电场变化的多站同步测量结果，并能定量得出云闪初始放电流光的极性、传播方向和速度以及沉积电荷密度等参数， 有助于澄清多年来国外学术界关于云闪研究中的不一致看法。(4)研制成功了大气电场仪及电场变化仪等仪器， 并广泛用于雷暴云电学特征观测，取得了重要结果，大气电场仪还被应用于地震监测及电力系统雷电防扩等方面，受到使用单位的好评。该项成果获1989年中国科学院自然科学奖二等奖。