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热带雷暴云的伽马射线辉光与闪电活动研究

伽马射线辉光,热带雷暴及闪电,时空分析

主题1 天气、气候、全球变化、行星大气 > 专题1.28 雷暴气象和雷电物理

伽马射线辉光（gamma-ray glow）是一种源自雷暴云的持续伽马射线增强现象。由于观测记录较少，且其通常与大尺度电场而非单个闪电相关，伽马射线辉光和闪电间的物理联系尚不明确。与以往的个例分析报告不同，近期在雷暴云顶进行的飞行观测表明，伽马射线辉光在热带雷暴云中广泛存在。本研究利用挪威卑尔根大学和美国国家航空航天局联合开展的ALOFT (Airborne Lightning Observatory for the FEGS and TGFs) 任务中获取的BGO（Bismuth Germanium Oxide, 锗酸铋）探测器数据，以及GOES-16卫星搭载的GLM（地球静止轨道闪电测绘仪, Geostationary Lightning Mapper）记录的光学闪电数据，报告了2023年7月24日在墨西哥湾热带雷暴云中伽马射线辉光与闪电的同步观测结果。数据表明，辉光和闪电极少在同一时间段内同时出现。在相似的背景雷暴条件下，随着BGO计数率的升高，二者同时出现的概率显著降低。以辉光强度达到峰值的时刻为基准，在峰值的前后10秒内，周边10公里范围内的闪电发生概率在每百毫秒仅为11%左右，相较于背景状态下的20%明显降低。然而，大约75%的辉光在结束后的1秒内，其10公里范围内随即探测到闪电活动。进一步的定量分析表明，峰值后 1 秒内的闪电计数约为峰值前 1 秒内的 4.6 倍。这些结果表明，伽马射线辉光的终止可能与闪电的触发过程密切相关。