雷電

本書是一部科學專著，也是一部雷電百科全書，全面描述了與雷電相關各個方面的綜合知識。主要包括雷電研究歷史、雷電特徵、雷暴雲電荷結構、各種類型雷電、人工引雷、雷電產生氮氧化物、閃電定位系統、雷電危害和雷電防護等內容。本書用很大篇幅的章節詳細描述了下行負地閃及其各個階段特徵，重點在於描述雷電的整體過程，而不是隻關注各個子過程。除了下行負地閃外，書中還分章節細緻描述了正閃、雙極性閃電、雲閃、上行閃電、日本冬季雷電和球形閃電。作者Rakov教授和Uman 教授提供了大量閃電照片以及雷暴雲、先導、回擊的電流和電場等實測數據。人工引雷章節中包括帶有接地導線的小火箭穿過雷暴雲從而引發雷電和其他引雷方法，這些實驗為研究和分析自然閃電提供了便利。本書還包括雷電電磁波的傳播，雷電對於人和動物的危害以及其他行星中的閃電等內容。書中還討論了一些之前其他書籍沒有提到過的主題，如中高層大氣雷電效應和遠程雷電等，這些現已成為雷電科學研究者關注的熱點。航空專家們會從本書雷電與飛機器章節中發現大量有價值的信息，工程師們也會從相應章節找到他們所需要的地面物體雷電防護的大量信息。書中配有300多張高質量描圖和珍貴照片，70多張表格，6000多份參考文獻和書目。雷電科研工作者通過本書可以一覽涵蓋物理學、氣象學、生物學、電學、建築學、化學等學科的雷電科學知識，走向雷電科學與研究的核心。此外，本書也可供物理學、電力工程、通信工程、計算機、航空航天、氣象學、生態學和建築學等專業技術人員以及其他任何對雷電感興趣的人員閲讀。

目錄

譯者序

原書前言

第1章引言1

1.1歷史回顧 1

1.2雷電類型及術語 5

1.3雷電主要特徵 7

1.4全球大氣電路 9

1.5雷電能量利用 15

1.6小結 16

第2章雷電發生率 17

2.1引言 17

2.2雷暴單體和雷暴系統特徵 18

2.3雷暴日 31

2.4雷暴小時 33

2.5雷電密度 34

2.6雷電長期發生率 40

2.7雲閃地閃比例 42

2.8雷電隨季節、位置和雷暴類型變化特徵 44

2.9各種物體雷擊發生率 49

2.10小結 53

第3章雷暴雲電荷結構 54

3.1引言 54

3.2積雨雲 55

3.3非積雨雲 81

3.4小結 84

第4章下行負地閃 85

4.1引言 85

4.2概述 85

4.3預擊穿 93

4.4梯級先導 100

4.5連接過程 118

4.6回擊 124

4.7後續先導 148

4.8連續電流 160

4.9M分量 164

4.10J過程和K過程 171

4.11規則脈衝簇 176

4.12小結 179

第5章正地閃和雙極性地閃 181

5.1引言 181

5.2正閃發生條件 183

5.3正閃特徵 188

5.4雙極性地閃 201

5.5小結 203

第6章地物觸發上行閃電 204

6.1引言 204

6.2概述 207

6.3電場特性 211

6.4脈衝電流 213

6.5高大建築物雷電流反射 218

6.6雷擊建築物電磁場 224

6.7聲音輸出 225

6.8小結 225

第7章人工引發雷電 226

7.1引言 226

7.2小火箭引雷 228

7.3其他引雷技術 259

7.4結束語 263

第8章日本冬季雷電 264

8.1引言 264

8.2冬季雷暴雲形成 265

8.3冬季雷暴雲演變 266

8.4冬季自然閃電特徵 267

8.5冬季火箭引雷 272

8.6小結 274

第9章雲閃 275

9.1引言 275

9.2概述 276

9.3雲閃UHF-VHF圖像 280

9.4早期階段 286

9.5後期階段 295

9.6與地閃比較 298

9.7小結 299

第10章雷電與飛行器 300

10.1引言 300

10.2雷擊飛機事件統計 302

10.3雷電機載研究項目 305

10.4雷電與飛機相互作用 309

10.5雷電測試標準 320

10.6事故 323

10.7小結 329

第11章雷聲 331

11.1引言 331

11.2觀察 331

11.3產生原理 336

11.4傳播 347

11.5雷電通道聲學成像 349

11.6小結 351

第12章雷電過程建模 352

12.1引言 352

12.2回擊 352

12.3箭式先導 377

12.4梯級先導 380

12.5M分量 381

12.6其他過程 385

12.7小結 385

第13章遠程雷電：天電，舒曼共振和哨聲 386

13.1引言 386

13.2理論背景 391

13.3天電 402

13.4舒曼共振 409

13.5哨聲 416

13.6無線電噪聲 422

13.7小結 424

第14章中高層大氣中雷電效應 425

14.1引言 425

14.2雷暴雲頂部上行閃電通道 427

14.3磁層低亮度瞬態放電 427

14.4淘氣精靈：電離層底部低亮度瞬態發光現象 439

14.5逃逸電子、X射線和γ射線 440

14.6雷電和雷暴雲電場與電離層和磁層的相互作用 444

14.7小結 445

第15章大氣中雷電化學效應 447

15.1引言 447

15.2回擊通道NO產生機理 453

15.3實驗測定單位能量NO產量 455

15.4地面電場確定雷電NO產量 456

15.5閃電外推法計算全球NO產量 458

15.6高空測量計算NO產量 458

15.7核爆數據外推NO產量 460

15.8雷電產生微量氣體的傳播 461

15.9原始大氣中微量氣體和其他星球大氣 463

15.10小結 464

第16章來自星星的雷電 465

16.1引言 465

16.2探測技術 467

16.3金星 469

16.4木星 476

16.5土星 485

16.6天王星 487

16.7海王星 488

16.8結束語 490

第17章閃電定位系統 492

17.1引言 492

17.2電磁場定位技術 493

17.3磁定向法 496

17.4時差法 501

17.5美國國家閃電監測網 506

17.6干涉儀法 509

17.7地面光學儀定位 512

17.8衞星定位 512

17.9雷達定位 514

17.10小結 516

第18章雷電危害及防護技術 517

18.1引言 517

18.2雷電危害的基本機制 517

18.3雷電防護 519

18.4物體或系統與雷電相互作用 545

18.5雷電測試標準 561

18.6小結 563

第19章雷電對人和動物的危害 564

19.1傷亡統計 564

19.2電子學角度 567

19.3醫學角度 568

19.4人身安全 571

19.5小結 572

第20章球形閃電、珠狀閃電及其他閃電 573

20.1引言 573

20.2球形閃電目擊報告 575

20.3球形閃電統計 579

20.4球形閃電原理 581

20.5實驗室模擬球形閃電 583

20.6珠狀閃電 584

20.7其他類型閃電和放電現象 585

20.8結束語 589

附錄 優秀著作推薦590

作譯者簡介594 ^[2]