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中國新聞網:中國科學家首次揭示雷暴雲頂放電的光學特征
发布时间:2021-11-22 09:24

中新社合肥1118日電(記者吳蘭)記者18日從中國科學技術大學獲悉,該校雷久侯、祝寶友和陸高鵬教授團隊,結合國際空間站搭載的高時空分辨率光學觀測資料,首次揭示雷暴雲頂放電的光學特征。

相關研究成果17日發表于國際學術期刊《自然·通訊》(Nature Communication)上。

對流層閃電可以在距地面20公裏~100公裏的臨近空間區域誘發絢麗的中高層大氣放電現象,根據其始發位置不同可以分爲雷暴雲頂型放電和低電離層型放電。了解雷暴如何直接影響中高層大氣和電離層區域,對認識地球不同圈層之間的耦合過程具有重要意義。

研究表明,雷暴雲頂型放電通常始發于雷暴過沖雲頂和平流層區域,會顯著影響對流層頂附近的溫室氣體含量。然而,受限于傳統觀測手段缺乏高時空分辨率的立體協同觀測資料,學術界關于其現象學特征的認識嚴重不足。

該研究團隊基于自主研發的混合長基線天電陣列,結合搭載在國際空間站上的大氣-空間相互作用光學探測器,對雷暴過境期間發生在中國華南地區的強雷暴過程進行分析,首次發現一類特殊的雲頂放電信號——負極性NBE(雙極性窄脈沖)總是伴隨著藍色337納米光譜輻射,但並不伴隨著普通閃電的777.4納米輻射。這一明顯區別于普通閃電的光學特征,糾正了長期以來學術界關于NBE放電不發光的傳統認知,爲利用空間光學手段評估閃電類型和監測強對流提供了有力判別依據。通過進一步分析發現NBE峰值電流強度和藍色光學信號峰值緊密相關。

審稿人認爲,該工作展現了混合長基線天電陣列對雷暴雲頂細微放電的強大探測能力,對解決困擾閃電領域長久以來的科學問題和學科發展具有重要意義。