中高层（60-120km）大气电参数非线性效应对地闪回击电磁场传播的影响

基于麦克斯韦方程组，通过综合考虑电子热效应和电离、吸附效应的非线性变化，利用二维时域有限差分算法（2dfdtd），建立了对流层-中高层大气电动力耦合模式，分析了中高层大气电参数的非线性效应对地闪回击电磁场传播的影响。结果表明，对微秒量级的地闪回击辐射场而言，在60km以下，由于弛豫时间为毫秒量级，不需要考虑电参数的非线性效应。而在60km以上的空间，由于弛豫时间快速减小至小于微秒量级，必须考虑电参数非线性效应带来的影响。如果考虑中高层大气电参数非线性效应，距地面90km高度处地闪回击辐射场峰值明显减小，其中，垂直电场受影响最明显，场峰值最大可减小75%左右，而水平电场受影响相对较小。因为垂直电场脉冲持续时间为几百微秒，而水平电场脉冲持续时间仅为几十微秒，电磁场脉冲持续时间越长，受微秒量级中高层大气电介质弛豫时间的影响越大。