閃電通常呈現出不同的不同形態，其形成機製還不明確。閃電的發展主要依賴於由雲內的電環境，雲內電荷區的分布決定著閃電通道的發展👨🏽‍⚕️，進而表現出不同的形態，閃電通道形態也在一定程度上能夠反映電荷區的分布⛏。雲內電荷區的分布主要是由雲的動力及微物理條件決定的🧔🏽‍♂️，湍流在其中起了很大的作用🥾。由於閃電形態依賴於雷暴電荷分布，而雷暴電荷分布又受動力作用的調配，是否可以將雲內閃電形態與動力作用建立起關系？

沐鸣2/大氣科學研究院的張義軍教授、李雨芮博士生👨‍🎨、聯合中國氣象科學研究院張陽研究員與美國新墨西哥礦業技術大學Paul R. Krehbiel教授，基於新墨西哥Langmuir實驗室的LMA(Lightning mapping array)對23次自然閃電的三維輻射源定位數據，獲得了閃電通道的三維空間的發展形態特征，采用分形維數表征閃電通道形態。采用S波段雙偏振多普勒雷達數據估計湍流耗散（EDR），將EDR和雷達徑向速度用來表示雷暴動力學特征，並將EDR和雷達徑向速度與LMA輻射源疊加，分析發現閃電通道整體形態以及通道細節可以反映不同的湍流耗散率（EDR）特征：

1）整體而言💊，湍流強度會影響閃電通道的整體形態。通道形態復雜閃電往往出現在 EDR大的區域🚬🤢；通道形態簡單閃電出現在 EDR小的區域（圖1）。

2）從局部看，對於在一定高度範圍內直接延伸且無明顯轉向和分叉的閃電通道📹🗄，隨著通道的延伸，EDR會減小。通道一般向EDR減小的方向延伸（圖2）。

3）從局部看，對於在一定高度範圍內連續傳播的閃電通道在分叉和轉向區域具有較大的 EDR，這個區域存在一個正負速度對、速度梯度大🥙、動力強（圖3）。

該研究揭示了通道形態和雷暴動力的關系，也為直接應用通道級別定位資料揭示雷暴動力特征提供了一個新方法💅🏿，已經發表在《Geophysical Research Letters》上。

論文信息：Li, Y., Zhang, Y., Zhang, Y., & Krehbiel, P. R. (2024). Analysis of the relationship between the morphological characteristics of lightning channels and turbulent dynamics based on the localization of VHF radiation sources. Geophysical Research Letters, 51, e2023GL106024. https://doi.org/10.1029/2023GL106024

圖1 (a) Flash 1輻射源的水平投影🚵‍♀️；(b) Flash 1通道區域的EDR；(c) Flash 2輻射源的水平投影✍🏽；(d) Flash 2通道區域的EDR🧑‍🎤。

圖2 (a)-(b) Flash 3和Flash 4的時間高度分布🦵；(c)-(d) Flash 3和Flash 4的平面投影；灰點代表整個閃電輻射源，彩色點代表在一定高度範圍內連續發展的閃電通道，輻射源按時間著色🔴👨🏿‍🦲；(e)-(f) Flash 3和Flash 4輻射源和EDR疊加分布；黑點表示閃電輻射源💇🏼‍♂️☂️，陰影圖表示EDR🙅🏽🟢，紅色三角形表示閃電的起始位置，黑色箭頭表示通道的發展方向🐳；(g) Flash 3（黑色）和Flash 4（紅色）在通道直接延伸過程中EDR隨距離的變化。

圖3 (a)-(c) Flash 5👨🏼、Flash 6和Flash 7的時間高度分布；(d)-(f) Flash 5🚴🏼‍♀️、Flash 6和Flash 7的平面投影；灰點代表整個閃電輻射源💇🏽，彩點代表在一定高度範圍內持續發展的閃電通道，輻射源按時間著色🍗； (g)-(i) Flash 5、Flash 6和Flash 7輻射源和EDR疊加分布🗽；白色方框A、B、C表示通道分叉或轉向區域🌝，黑點表示閃電輻射源，陰影圖表示EDR；(j) Flash 5（紅色）、Flash 6（綠色）和Flash 7（藍色）在通道傳播過程中的EDR隨距離的變化🎉。空心圓圈代表閃電起始區域的EDR，虛線代表不在該高度範圍內發展的區域。