閃電規則脈沖爆發序列的通道發展和電參數特征研究獲新進展

近日，中國科學院西北生態環境資源研究院范祥鵬團隊在閃電研究領域取得重大突破，揭示了閃電規則脈沖爆發（RPBs）的通道發展和電學參數特征。這項研究成果不僅深化了人類對閃電復雜物理過程的理解，也為未來雷電觀測和分析提供了新的方法和視角。相關論文發表于Geophysical Research Letters。

閃電作為自然界中最壯觀的物理現象之一，不僅對人類生活和生產構成威脅，還是觸發其他多種大氣現象和生態系統變化的關鍵因素。然而，閃電中一種奇特的規則脈沖爆發現象——RPBs，其發生機制長期以來一直困擾著科學家。

范祥鵬團隊利用自主開發的物理模型和粒子群優化（PSO）方法，成功估算出RPBs連續脈沖的電流和傳播速度，并發現連續脈沖發展通道的高度重疊特征。這一發現打破了以往對直竄先導（K過程）發展速度的估計，將RPBs脈沖電流的速度范圍提升至0.6×10⁸米/秒到1.8×10⁸米/秒，遠高于傳統觀測值。

團隊通過甚高頻（VHF）閃電干涉儀的納秒級觀測結果，為RPBs通道高度重疊遞進發展特征的論斷提供了直接觀測證據。這一技術的引入，不僅提高了觀測精度，還使得研究人員能夠更深入地了解閃電的微觀物理過程。

據悉，范祥鵬團隊的研究成果首次于2019年投稿于《地球物理研究快報》（Geophysical Research Letters），但因缺乏清晰的觀測證據而被長期擱置。經過多輪審稿和持續研究，團隊最終通過全脈沖識別的閃電干涉儀定位新方法，成功將觀測時間分辨率提升至納秒量級，為之前的模型分析結論提供了有力的觀測支持。

該研究成果的發表，不僅為更好地理解閃電的物理機制提供了新的視角，也為自然界中其他類似現象的機理研究提供了參考。

相關論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2023GL106582