“連接過程”是云對地閃電的下行先導(dǎo)放電靠近地面時，誘發(fā)地面一個或多個物體產(chǎn)生上行先導(dǎo)放電，二者最終發(fā)生連接從而導(dǎo)致大電流回擊的重要過程。其發(fā)生對于確定地面雷擊目標(biāo)物具有決定性作用，在雷電防護領(lǐng)域受到長期關(guān)注。然而，在雷電連接過程中，正、負先導(dǎo)之間發(fā)生擊穿導(dǎo)通的“最后一跳”（Final Jump, or, Breakthrough Phase），持續(xù)時間僅微秒量級，探測相當(dāng)困難，一直是雷電物理研究的瓶頸。

中國科學(xué)院大氣物理研究所研究員郄秀書團隊利用高聳鐵塔易遭受雷擊的特點，圍繞325米氣象塔設(shè)計了周密的光、電、磁多手段同步綜合觀測方案，既著眼于高塔雷電的發(fā)生環(huán)境、整體物理過程特征等宏觀機理，又關(guān)注閃電先導(dǎo)傳輸、連接等過程的詳細演變和微觀物理機制。經(jīng)過多年研究，首次獲得了自然雷電連接過程最后一跳的連續(xù)幀光學(xué)探測資料。

大氣所副研究員蔣如斌和博士后Srivastava Abhay等開展深入研究，獲得相互靠近的正、負先導(dǎo)頭部之間的公共流光區(qū)（common streamer zone）特征，并發(fā)現(xiàn)公共流光區(qū)建立后，正、負先導(dǎo)的熱電離通道均繼續(xù)向前進行了延伸。公共流光區(qū)從弱發(fā)光、低電離狀態(tài)演變?yōu)閺姲l(fā)光、熱電離狀態(tài)的過程，實際上是主導(dǎo)流光路徑的優(yōu)勢增長過程，這一路徑在正、負先導(dǎo)的流光發(fā)生接觸時即已基本確定。研究還在公共流光區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)了空間先導(dǎo)發(fā)光段，為解釋以往觀測到的異常連接行為（如負先導(dǎo)頭部連接至正先導(dǎo)頭部后方的通道）提供了新的有利證據(jù)。

基于325米氣象塔閃電連接過程觀測，首次獲得自然閃電“最后一跳”的連續(xù)幀光學(xué)圖像（b、c）。圖像拍攝速率38萬幅/秒，時間分辨率2.63微秒，圖中藍色三角表示氣象塔所在位置

閃電最后一跳的演化機制：（a）根據(jù)傳統(tǒng)認識推測的物理情景，（b）、（c）新觀測結(jié)果指示的物理情景

相關(guān)研究成果發(fā)表在Geophysical Research Letters上，論文接收版在線上刊出后，作為PRESS RELEASES新聞在AGU NEWsroom主頁推介，并被列入Geophysical Research Letters期刊主頁Highlight板塊。此外，美國《科學(xué)新聞》雜志（Science News）、《邁阿密先驅(qū)報》等也對該成果跟進報道。

研究工作得到國家重點研發(fā)計劃、中科院前沿科學(xué)重點研究計劃、國家自然科學(xué)基金重點項目等的資助。

責(zé)任編輯：lq