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第1章 雷电研究史上的里程碑1

1.1 富兰克林风筝实验与避雷针1

1.2 雷电光谱和基于Boys相机的条纹照相3

1.3 雷暴云内电荷结构与Simpson电场探空4

1.4 雷电电流测量与Berger回击峰值电流分布5

1.5 全球大气电路概念与Carnegie曲线7

第2章 雷暴云电荷结构和起电机制9

2.1 晴天大气电学概述9

2.1.1 地球大气分层和大气离子9

2.1.2 全球大气电路与电平衡11

2.2 雷暴云的形成和地面电场14

2.2.1 雷暴云的形成和分类14

2.2.2 雷暴云产生的地面电场及时间演化16

2.3 雷暴云电场探空和云内电荷结构18

2.3.1 雷暴云电场探空技术18

2.3.2 单体雷暴的电荷结构21

2.3.3 中尺度对流系统的电荷结构21

2.3.4 日本冬季雷暴的电荷结构24

2.3.5 中国内陆高原地区雷暴的电荷结构26

2.4 雷暴云内的主要起电机制29

2.4.1 非感应起电机制30

2.4.2 感应起电机制35

2.4.3 离子扩散起电机制36

2.4.4 离子电导起电机制36

2.4.5 次生冰晶起电机制37

2.5 雷暴云电荷结构的数值模拟38

2.5.1 电荷连续性方程与电场求解38

2.5.2 闪电放电过程的参数化39

2.5.3 基于云分辨模式的雷暴云电荷结构和放电通道模拟42

2.5.4 基于中尺度气象模式的雷暴云电荷结构模拟44

第3章 下行负地闪放电过程48

3.1 下行负地闪物理过程概述49

3.2 预击穿过程49

3.3 下行负先导过程52

3.3.1 光学发展特征和先导特征参数52

3.3.2 负先导产生的地面电场变化54

3.3.3 先导发展机制讨论56

3.3.4 负先导过程的静电学模式58

3.3.5 具有多接地点的负先导60

3.4 连接过程62

3.5 回击过程64

3.5.1 回击电流波形64

3.5.2 回击产生的地面电场变化70

3.5.3 回击辐射场的频谱特征73

3.5.4 回击电流模型74

3.5.5 回击电磁场计算79

3.6 闪击间的过程84

3.6.1 连续电流85

3.6.2 M分量87

3.6.3 K变化88

第4章 正地闪、云闪和其他类型闪电91

4.1 正地闪91

4.1.1 正地闪初始击穿91

4.1.2 下行正先导93

4.1.3 正地闪回击电流和电场变化95

4.1.4 正地闪连续电流和M分量99

4.2 上行闪电101

4.3 双极性地闪105

4.4 云闪108

4.5 袖珍云闪112

4.6 球状闪电115

4.6.1 球状闪电的一般理论116

4.6.2 实验室人造球状闪电117

4.6.3 利用人工引发雷电技术制造球状闪电122

第5章 人工引发雷电及应用125

5.1 火箭-导线人工引雷技术的原理125

5.2 国内外人工引雷实验概况127

5.3 传统人工引雷的物理过程129

5.3.1 初始连续电流过程129

5.3.2 上行正先导131

5.3.3 下行箭式负先导134

5.3.4 人工引发雷电的连接过程135

5.3.5 回击电流波形及M分量138

5.3.6 人工引发雷电与自然雷电回击电流的对比150

5.4 空中人工引发雷电放电过程150

5.5 人工引发雷电的近距离电磁场155

5.5.1 距雷电通道0.1～5m范围的极近距离电场155

5.5.2 距雷电通道10～30m的电磁场156

5.5.3 距雷电通道60～550m的电磁场158

5.5.4 人工引发雷电的远距离回击电磁辐射159

5.6 人工引发雷电技术的应用161

第6章 雷电探测和定位技术165

6.1 传统的雷电探测技术165

6.1.1 大气平均电场仪166

6.1.2 快、慢天线雷电电场变化仪167

6.1.3 雷电磁场探测仪与磁定向法168

6.2 雷电VHF/UHF辐射源定位技术170

6.2.1 长基线时间差法雷电VHF辐射源三维定位技术171

6.2.2 短基线时间差法雷电VHF辐射源定位技术177

6.2.3 雷电VHF窄带干涉仪定位技术180

6.2.4 雷电VHF/UHF宽带干涉仪定位技术182

6.2.5 VHF辐射源定位系统的优势及不同系统之间的比较184

6.3 地基VLF/LF雷电定位系统185

6.3.1 VLF/LF频段的雷电定位系统185

6.3.2 VLF频段的雷电定位系统187

6.3.3 舒曼共振雷电探测系统188

6.4 星载雷电探测系统188

6.4.1 雷电光学探测器LIS/OTD189

6.4.2 FORTE卫星的射频和光学雷电同步探测系统190

第7章 雷电的天气气候学特征191

7.1 雷暴尺度的雷电特征191

7.1.1 冰雹云191

7.1.2 飑线197

7.1.3 热带气旋202

7.1.4 正极性地闪与灾害性天气208

7.1.5 雷电与雷暴动力、微物理和降水的关系210

7.2 全球雷电活动和地域差别215

7.2.1 全球雷电活动的时空分布和区域特征215

7.2.2 中国及周边地区雷电活动的时空分布218

7.3 雷电活动与气候变化223

7.3.1 雷电活动对地面温度的响应224

7.3.2 雷电与对流层上部的水汽225

7.3.3 雷电产生的氮氧化物（LNOx）226

7.3.4 气溶胶对雷电活动的影响228

第8章 雷暴云上方的大气瞬态发光事件230

8.1 瞬态发光事件的形态特征及其与雷电的联系230

8.1.1 红色精灵231

8.1.2 蓝色喷流236

8.1.3 巨大喷流236

8.2 中高层大气瞬态发光事件的物理机制240

8.3 中高层大气瞬态发光事件的可能影响241

第9章 与雷暴或雷电有关的高能辐射243

9.1 与雷暴有关的高能辐射现象243

9.2 雷电放电过程产生的高能辐射245

9.3 地球γ射线闪249

9.4 雷电高能辐射的产生机制253

9.4.1 相对论电子逃逸击穿机制253

9.4.2 逃逸击穿的正反馈机制254

9.4.3 强场逃逸击穿机制256

9.4.4 其他机制257

参考文献258