雷暴云顶放电现象有助于研究中高层大气的耦合

记者从中国科学技术大学了解到，雷久厚教授、朱宝友教授、卢教授团队基于自主研制的地基闪电观测阵列，结合国际空间站搭载的高时空分辨率光学观测数据，首次揭示了雷暴云顶放电的光学特征及其诱发的低电离层扰动特征，提出了利用天光信号探测雷暴云顶放电现象、研究中高层大气耦合的新思路。相关结果发表于11月17日《自然通讯》。

对流层闪电可在距地面20-100公里的邻近空间诱发绚丽的中高层大气放电，按其来源不同可分为雷暴云顶放电和低电离层放电。了解雷暴如何直接影响中高层大气和电离层区域，对于理解地球不同层之间的耦合过程具有重要意义。然而，由于传统观测方法缺乏高时空分辨率的立体协同观测数据，学术界对其现象学特征认识严重不足。

研究团队基于自主研发的混合长基线天线阵，结合国际空间站搭载的大气-空间相互作用光学探测器，对雷暴过境过程中华南地区发生的强雷暴过程进行了分析，首次发现一种特殊的云顶放电信号——负NBE(双极窄脉冲)总是伴随着蓝色337 nm光谱辐射，而不是普通闪电的777.4 nm辐射。这一与普通闪电明显不同的光学特征，表明了NBE独特的流光发展特征，纠正了学术界长期以来对NBE放电不发光的传统认知，为利用空间光学手段评估闪电类型、监测强对流提供了有力的判别依据。通过对负NBE电信号及其伴随的蓝色光谱信号的进一步分析，他们发现NBE的峰值电流强度与蓝色光信号的峰值密切相关，这为基于地基电场信号的遥感云顶放电检测提供了新的思路。

审稿人认为，这项工作展示了混合长基线天线阵对雷暴云顶精细放电的强大探测能力，对解决雷电领域长期存在的科学问题，促进学科发展具有重要意义。