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摘要
針對(duì)當(dāng)前雷電破壞機(jī)理尚不明確，不能精準(zhǔn)預(yù)測(cè)雷電閃擊地點(diǎn)、發(fā)生時(shí)間、危害程度的情況，通過(guò)對(duì)自然雷電波形的研究，分析雷電繼后回?fù)舸嬖诿}沖衰減諧振過(guò)程和雷電破壞的現(xiàn)象。
引言
雷電的破壞存在神秘的一面，人類現(xiàn)在還不能很好地解釋雷電的破壞機(jī)理，特別是不能精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)雷電閃擊的地點(diǎn)、發(fā)生的時(shí)間、危害的程度。本文通過(guò)自然雷電波形分析雷電繼后回?fù)舸嬖诿}沖衰減諧振過(guò)程，供防雷工程設(shè)計(jì)參考。 01、自然雷擊記錄波形情況
如圖 1 所示是 2013 年 08 月 16 日 16 時(shí) 17 分 42 秒記錄到的自然雷電波形，使用 T30 - A1 雷電流波形記錄儀 （采樣速率 100 MHz、雙通道、記錄長(zhǎng)度1 000 ms），在南京浦口電視塔 （山高 610 m，塔高100 m） 塔頂接閃器上安裝羅氏線圈傳感器對(duì)自然雷電波形進(jìn)行采集記錄。
02、自然雷擊波形分析 雷電是一種常見(jiàn)的自然現(xiàn)象，其物理過(guò)程極為復(fù)雜。人們通過(guò)記錄自然雷電閃擊、小火箭引雷記錄證實(shí)：雷電先導(dǎo) （閃擊之前向上或者向下中和異性電荷的先頭電荷和游離氣體）、繼后回?fù)?（除了首次閃擊以后的所有閃擊都叫作繼后回?fù)簦?是一個(gè)間斷性的雷電電弧過(guò)程?？臻g太陽(yáng)能高能粒子形成強(qiáng)擾動(dòng)天氣區(qū)，在重力場(chǎng)及云內(nèi)垂直氣流 （上升 / 下降） 的作用下，不同極性的電荷分離形成電荷區(qū)，不同的雷暴云電荷結(jié)構(gòu)影響雷暴云的閃電放電特征 （如圖 2 所示）。帶電粒子云團(tuán)的多樣性、復(fù)雜性，致使電場(chǎng)發(fā)生急劇變化。
電場(chǎng)的急劇變化建立了下行和上行先導(dǎo)條件，先導(dǎo)通道為繼后回?fù)艚⒘嘶緱l件。繼后回?fù)羰欠衲軌虬l(fā)生，取決于通道溫度、通道電場(chǎng)強(qiáng)度梯度、通道氣體分子的游離狀態(tài)。在 100 ~ 500 m 高度范圍內(nèi)，建筑物的高度越高，在其上發(fā)生的雷電事件上行閃電所占的比例也越高；高度低于 100 m 的建筑物上較少發(fā)生上行閃電；對(duì)于 10 ~ 60 m 高度的建筑物來(lái)說(shuō)，發(fā)生上行閃電的概率非常低；而對(duì)于高度在 500 m 以上的建筑物，發(fā)生在其上的雷電事件絕大多數(shù)都是上行閃電。 繼后回?fù)舻钠茐捏w現(xiàn)在 3 個(gè)方面： a. 直擊雷：造成電動(dòng)力破壞 （熱膨脹） 和熱積累損壞甚至起火，主要體現(xiàn)在高壓輸送線、鐵塔、高山氣象站、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、超高層建筑物。