雷电学原理课后习题

第一章

（1）试述雷电研究史上的主要发展阶段及其标志性的成果。

（2）试述雷电研究主要意义是什么？ (a) 气候变化导致雷电灾害加剧

(b) 雷击机理认识不足制约防雷技术的发展 (c) 雷电研究是国家各方面发展的需求 (d) 雷电研究已列入中国气象局业务轨道 (e) 我国雷电研究尚存在的问题 第二章

（1）电离源有哪些？大气中的电离源主要是什么？ 电离源

(a)大气中的电场 (b) 大气中的电流 (c) 云中的强电场 (d) 云中的强电流 大气中的电离源

(a)地壳中放射性物质发出的放射线 (b) 大气中放射性物质发射的放射线

(c) 地球之外宇窗射线（如太阳辐射中的紫外线,但它主要存在于高层大气中,在对流层中不很重要）

(d) 大气中的闪电、火山爆发、森林大火、尘暴、雪也使大气电离

其中前三种是主要的电离源

（2）大气离子电迁移率的定义是什么？ 表示大气离子在大气中运动特征的量

（3）大气正的轻离子随高度变化的特点是什么？

大气正轻离子迁移率随高度分布的实测结果，为近似指数递增。 （方程） 第三章

（1）晴天大气电场的方向是怎样的？并请说明其原因。 晴天大气中始终存在方向垂直向下的大气电场, 这意味着大气相对于大地带有正电荷 , 而大地带的是负电荷。大气和大地带异性电荷是大气电场形成的原因。

（2）试述晴天大气电场的空间及时间分布特征。 大气电场的空间分布 a. 晴天大气电场的地理分布

晴天大气电场因时因地而异 , 其中与气溶胶的浓度有密切关系

海洋: 由于下垫面条件相近 , 晴天电场间的差异很小 就全球而言, 海面晴天电场约为 130V/m

陆地: 局地条件相差很大, 各处电场的差异也很大 对于人口密集地区的大城市、工业区, 地面晴天大气电场为130V/m 以上

而在乡村地区 , 离气溶胶源地较远, 一般小于130V/m 纬度变化

陆地上由于各处局地条件的差异, 因此地面晴天大气电场随纬度的变化不十分明显 ;

海上由于局地条件相近, 晴天大气电场随纬度的变化较为明显

纬度0~20 °N处, 晴天大气电场约为 120V/m, 纬度20 ~40°N 范围内, 晴天大气电场约为125V/m, 纬度增大到40 ~60 °N处, 大气电场明显增大, 约为155V/m,

最大值位纬度 50°N处。 再往两极, 大气电场减小 b.随高度的变化 近地面处

通常晴天大气电场随高度呈指数衰减的分布特征。 晴天大气电场将受大地电极影响

由于大地带负电荷 , 在近地面的一薄层大气中积聚了大量

符号相反的正电荷 , 而且体电荷密度在该层中很不均匀, 随高度增加而急剧递减的变化, 于是形成较强的大气电场和电场梯度

自由大气中大气电场随高度的变化 对于0-10km （方程） 对于10-30km （方程）

晴天大气电场的类型 第一类：指数型（方程） 公式适用于地面到高度为2-3km

第二类：随高度单调递减，低层为正，大气电场改变符号的高度为3-4km

第三类：500-700m，晴天大气电场达最大值，然后随高度单调递减

第四类：晴天大气电场随高度变化较小，其值为正 大气电场的时间变化特征 a. 晴天大气电场的日变化

陆地主要受地方时影响，海洋受世界时影响 （方程）

晴天大气电场日变化表现为三种类型 大陆简单型：

单峰、单谷

峰值出现在（地方时13-19时） 谷值出现在早晨（地方时2-6时） 远离大城市的乡村为此类型 大陆复杂型： 双峰、双谷

第一峰值出现在上午7-10时，第二峰值出现在18-21时。 第一谷值出现在早晨2-6时，第二谷值出现在13-16时。 大城市和工业区电场表现为此类型

大陆复杂性与气溶胶浓度近地面变化特点相似 海洋极地型： 单峰单谷型；

峰值出现在世界时18-21时； 谷值出现在世界时2-6时； 一年内变化小；

广阔的极地海洋和冰雪覆盖区电场变化为此类型 b. 晴天大气电场日变化的成因 （方程）

V是整层大气电位，Re晴天大气柱电阻，λ为海平面晴天大气总电导率

海洋极地型电场的成因

海洋地区，气溶胶日变化小，海上整层晴天大气柱电阻和晴

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