IT之家 5 月 19 日消息 據(jù)中國科學院網(wǎng)站，地球伽馬射線閃（Terrestrial Gamma-Ray Flash，TGF）是起源于地球大氣快速（≤1 ms）而強烈（>40 MeV）的高能光子爆發(fā)，與對流層閃電和雷暴關系密切。
中國科學院大氣物理研究所閃電研究團隊博士后張鴻波聯(lián)合中國科學技術大學教授陸高鵬等，利用團隊自主發(fā)展的閃電近地空間效應研究平臺觀測資料，以及我國空間天文望遠鏡慧眼衛(wèi)星（Insight-HXMT）、美國費米伽馬射線空間望遠鏡（Fermi Gamma-ray Space Telescope）探測，對亞洲地區(qū) TGF 開展系統(tǒng)性研究（Lu, Zhang et al., 2019, JASTP）。
據(jù)介紹，研究人員首次提出赤道地區(qū) TGF 對應閃電的低頻磁場信號特征，并發(fā)現(xiàn)迄今為止距離 TGF 衛(wèi)星觀測最接近的閃電信號（<28 km）；利用自主建立的閃電脈沖單站三維定位算法（Zhang et al., 2016, JASTP），進一步發(fā)現(xiàn) TGF 發(fā)生于云閃的負極性先導向上發(fā)展期間（閃電起始后約 3 ms、負先導向上發(fā)展了約 2 km），對應云閃最強的放電脈沖（類型 I，圖 1）（Zhang et al., 2020, GRL）。
▲圖 1. 赤道地區(qū)一次地球伽馬射線閃（TGF，圖中綠色三角標識）的光子信號（粉色曲線）及其對應的云閃上行負先導的低頻磁場信號（藍色曲線）和發(fā)生高度（黑色 ×）（Zhang et al., 2020, GRL）| 圖自中國科學院，下同
此外，研究團隊還總結發(fā)現(xiàn)了一類特殊的 TGF（類型 II，圖 2-3），其特征明顯區(qū)別于類型 I。這類型 TGF 包含更多的光子，持續(xù)時間長，且能譜較硬。其對應的低頻磁場信號附近只有孤立發(fā)生或可作為閃電起始的特殊云內放電過程 —— 雙極性窄脈沖（Narrow Bipolar Event，NBE），無其他閃電信號。TGF 均領先于 NBE 發(fā)生（0.06-13.5 ms），其中 7 例與正 NBE 相關，2 例與負 NBE 相關。
▲圖 2. 新發(fā)現(xiàn)的一類領先于特殊云閃 —— 雙極性窄脈沖（NBE）發(fā)生的 TGF（Zhang et al., 2021, GRL）
▲圖 3. 中國慧眼 Insight-HXMT 和美國 Fermi 衛(wèi)星探測的在一次雷暴過程中連續(xù)發(fā)生，但隸屬于不同類型的兩個 TGF 的天 - 地協(xié)同觀測結果（Zhang et al., 2021, GRL）
研究表明，這類 TGF 主要由大尺度的背景雷暴強電場作用產(chǎn)生，不需要閃電放電過程，支持逃逸擊穿正反饋機制；TGF 可能為后續(xù)發(fā)生的 NBE 提供了有利條件（Zhang et al., 2021, GRL）。
IT之家了解到，以上成果發(fā)表分別在 Geophysical Research Letters、《中國科學》、Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics 上。
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