M分量是閃電放電過程中出現在回擊之後的特殊現象，表現為通道亮度的突然增加及伴隨的電場快速變化。其命名源於研究者Malan與Schonland在1947年的首次系統觀測。
該現象主要特徵為持續時間200-800微秒的U形（鉤狀）電場變化，由初始負向電場急劇轉為正向變化，靜電場強度約為回擊的1/15至1/100。單個回擊後可出現多個M分量，其持續時間和出現頻率與回擊間隔相關。光學觀測顯示，約40%的地閃回擊伴隨該現象，並通過高速攝像與電場同步記錄確認其特徵。
研究歷程始於1947年Malan團隊的照相與電場聯合觀測，提出M分量可能是無回擊的先導過程。後續研究擴展了其特性：Kitagawa（1962）發現其可發生於不同持續電流階段；Fisher（1993）指出其為長連續電流的必要條件；Rakov（1995）首次建立物理模型，認為由下行入射波與上行反射波組成。現代觀測結合VHF干涉儀與數字成像技術，進一步揭示了其與雲內電荷傳輸的關聯。
基本介紹
- 中文名：M分量
- 所屬學科：物理
Malan and Schonland，1947；Shao et al., 1996; Rakov and Uman, 1994;Thottappillil et al., 1995。M分量對應的電場變化被稱為M變化。Malan and Schonland(1947)曾經對37次地閃的199次回擊進行了照相和電場觀測，發現M分量發生在回擊過程後電場變化較慢的階段，40%的回擊都有M分量。圖4-14給出了M分量產生的電場變化及其相應的光學觀測。M分量以持續時間較短的U形（或鉤狀）電場變化為主要特徵，即在近距離觀測到的M分量電場變化以負電場變化開始緊接著是一略大正電場變化，其靜電場變化通常是回擊電場變化的1/15-1/100。整個U形過程持續200-800μs。一次回擊過程之後可以產生一個或多個M分量，較長的U形持續時間可能與較長的回擊間隔和M分量的次數有關。Thottappillil et al.(1990) 在Florida的測量發現M變化持續時間的幾何平均值是0.9ms，M變化之間的時間間隔幾何平均值為2.1ms。Malan and Schonland(1947)認為M過程實際上是一個沒有明顯回擊的先導過程，並把一次完整的M過程稱為小型繼後回擊。Kitagawa et al.(1962)發現M分量既可以發生於長連續電流期間，也可以發生在短連續電流期間。Fisher et al.(1993)利用光學、電學觀測手段研究了人工引發閃電的回擊連續電流和M分量的性質，指出M分量是形成長連續電流的必要條件； Mazur et al.(1995)也利用VHF干涉儀定位技術和高速數字攝像機研究了連續電流、M分量及相應雲內連線過程在雲中的發展。Rakov et al.(1995)首次提出了M分量的物理機制，認為它由向下行進的入射波及隨後向上發展的反射波組成，但下行波不伴隨電荷在通道的沉積。
