基于广州人工触发闪电试验获取的通道底部电流、高速摄像、近距离处电磁场等综合同步观测资料,研究了上行先导起始阶段的放电特征和上行先导的传输特征,主要结论如下:(1)通过对25次经典人工触发闪电电流资料的分析,进一步证实了当火箭携带铜线时触发闪电先驱电流脉冲(precursor current pulse)为双极性振荡型,火箭携带钢丝时先驱电流脉冲为单极性。其中单极性脉冲电流峰值、10~90%上升时间、波形宽度和转移电荷量的几何平均值分别为26A,0.33μs,2.3μs,27μC,双极性脉冲相应的电流波形参数几何平均值分别为67A,0.24μs,2.1μs,54μC,对比分析发现双极性脉冲电流峰值的几何平均值接近是单极性的2.6倍,而波形持续时间和上升时间的几何平均值与单极性相近。进一步基于传输线模型,模拟铜线通道底部电流波形呈现出双极性振荡型,而模拟钢丝通道底部电流波形呈现出单极性,与实际测量结果比较接近,说明这两种电流波形可能是由传输线特性阻抗不同导致的,在传输线顶端由先导起始放电产生的电流脉冲应该为单极性。(2)人工触发闪电上行正、负先导起始阶段,其电晕放电形式是一样的,通道底部电流都表现为不连续的脉冲形式,这些电流脉冲是以单个或者成组的形式出现。空间电荷具有一定的屏蔽效应,会导致通道底部电流会出现几百毫秒无放电过程的“暗期”。地面环境电场越高,触发闪电的触发高度越低,整个电晕放电过程持续时间就越短。利用简化的先导模型,模拟了空间电荷和环境电场对先导起始发展的影响,环境电场越高上行先导起始发展越容易,空间电荷密度越大越容易导致先导发展失败,空间电荷区域半径越小上行先导起始发展越困难,并且在考虑了空间电荷影响下,得出了不同高度处上行正先导持续发展所需要的最小环境电场s(Stabilization Electric Field)。(3)人工触发闪电上行正先导在距离地平面约300m~600m高度内,其2—D平均发展速度5.5×104m/s。600m以上二维速度分布在4.3×104 m/s到4.9×105m/s的范围内,平均发展速度是2.0×105 m/s。上行正先导起始阶段通道底部的电流表现为脉冲形式,并且近距离处电场变化呈现出明显的台阶式正向变化,每个台阶与通道底部电流脉冲具有良好的时间对应关系,说明了先导在起始阶段表现出了梯级的发展特征,梯级间隔11~49μs,平均间隔19μs,估算梯级长度为0.6m~2.7m,平均值为1.4m。触发成功的上行正先导在起始时刻的线电荷密度是18μC/m~120μC/m,平均值是52μC/m,触发失败的上行正先导线电荷密度是17μC/m~84μC/m,平均值是30μC/m。(4)一次人工触发闪电上行负先导先驱电流脉冲的波形持续时间为5~29μs,平均值是14.6μs,电流峰值为7~68A,平均值38A,10%~90%上升时间为0.12~0.69μs,平均值0.27μs,10~90%波形陡度为0.01~0.33kA/μs,平均值0.14kA/μs,转移电荷量为6μC~136μC,平均值是60μC,其波形持续时间、波形陡度远大于人工触发闪电上行正先导的。此次上行负先导起始高度为680m,而上行正先导平均起始高度是330m,并且从第一次电晕放电到先导起始发展,整个电晕放电阶段的持续时间是2.7s,而上行正先导平均是1.8s,这说明了相比正先导,负先导起始需求的条件更高。上行负先导2—D发展速度9.2×104m/s~3.07×105m/s,平均值1.01×105m/s,并且在初始发展阶段先导速度随着时间呈现出逐渐增加的趋势。人工触发闪电上行负先导发展的物理机制可能与长间隙放实验得出的结果一致,即负先导是以梯级的形式向前发展的,而上行正先导表现出的梯级特征,可能是由于空间电荷的屏蔽效应,以至于先导头部局部区域电场强度减小,从而出现间歇性的停顿导致的。