假定软雹和冰晶碰撞的非感应起电机制为主要的起电机制，利用一个一维闪电频数时变模式，数值模拟研究了国际上公认的两种冰晶产生机制，即Fletcher机制和H－M机制以及云中的液态水含量对雷暴云放电过程（区分了云闪和地闪）的影响。结果表明在Fletcher和H－M两种结晶机制下，冰晶数浓度随气压和温度的变化不同，在H－M机制下，不同高度上冰晶的分布变化不大，在平衡层以下，冰晶数浓度基本为常数；而在Fletcher机制假定下，冰晶分布发生了几个量级的变化。这种差异将导致雷暴云内起电过程、放电属性（云闪和地闪）以及放电位置的不同。在Fletcher机制下，放电位置固定，放电频数较大，一般只有云闪；而H－M机制下，放电位置不固定，放电频数较小，放电一开始为云闪，到后期有地闪发生，所以，H—M机制下冰晶数浓度分布更容易产生放电，放电过程也更符合自然雷暴放电规律。
液态水含量是影响雷暴云放电频数的重要因素。随着液态水含量增加，雷暴发展减慢，放电位置下降，闪电频数减少。这和野外和卫星观测结果一致。对自然雷暴的观测发现雷暴早期的放电一般发生在大约7km以上，经过大约10分钟的发展，较低的电荷区发展起来，放电约在5km高度左右，且多为地闪（ Stolzenburg，2003）。利用卫星资料发现在热带地区，陆地上雷电活动明显多于海洋上的雷电活动（Christian，2003）。这可能与海洋上空液态水含量过多有关。野外观测也发现，我国自然闪电活动北方地区比南方地区明显的弱，且闪电引起的电场变化也小（张义军，1998），这可能与我国北方地区湿度较小有关。
|
