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中文摘要：
利用高精度数字摄像机和高速数字化摄像系统组成无狭缝摄谱仪，配合闪电定位系统和闪电VHF辐射源定位系统以及电、磁场的同步观测，获取闪电放电过程的光谱及相应的电学参量。将原子结构理论应用于闪电光谱的研究，计算与闪电光谱有关的跃迁特性，分析不同强度闪电放电过程的光谱特性及其时空演变特征；通过光谱分析，进一步讨论反映闪电通道物理特征的参数，如温度、等离子体密度等的变化，探讨通道等离子体行为与闪电电流、电磁场变化等电学参数之间的相关性，为闪电过程物理机制的研究提供依据，也为闪电产生氮氧化物机制的研究和估算提供参考数据。
结论摘要：
用无狭缝摄谱仪进行了自然闪电的光谱观测，光谱分析证实，通道的光谱结构及特性与闪电放电的强度密切相关，在强闪电回击过程中，激发能量较高的OII离子谱线增多。将原子结构理论应用于闪电光谱的研究，依据谱线相对强度以及用多组态Dirac-Fock方法得到的谱线跃迁参数，计算了不同地区云对地闪电回击的通道温度，结果表明不同强度的闪电放电过程，其通道温度有一定差异，强放电过程一般对应较高的通道温度。通道不同高度处的数据分析发现同一回击的通道温度随高度的增加略呈减小趋势；同时，计算了闪电通道的电子密度；在此基础上，结合Saha方程、电荷守恒方程和粒子数守恒方程计算研究了通道内主要元素各级电离离子的数密度，进而得到通道质量密度、压强及平均电离度，对比分析了不同强度闪电放电通道电子密度、电离度、离子数密度等参量与闪电放电特性之间的相关性。用光学多道分析仪获得了人工触发闪电回击过程的发射光谱。结合等离子体理论得到了闪电通道的电导率，分析了通道电导率与回击电流之间的相关性，结果分析得出电子是通道电流的主要载体，一般情况下，人工触发闪电的通道亮度比自然闪电通道大，而通道回击电流小于自然闪电。
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