深圳市闪电定位系统介绍及其数据应用

介绍了深圳市闪电定位系统的结构、探测原理、探测参量与指标,对数据存储结构及基础数据进行了说明。利用数据库查询功能从时间范围和空间范围内筛选出深圳市闪电定位的数据,采用ArcGis软件的Arcmap组件中的点密度分析功能对其进行分析,得出了深圳市的历年平均地闪密度分布图及雷灾点附近地闪定位图,并统计得出某一位置附近雷电流雷击概率,对雷电灾害风险评估、雷灾调查等领域的应用具有重要意义,如：合理选取地闪密度值、判断灾害是否由雷电引起以及可能引起雷灾的闪电位置及参数等。     

基于LLS的沪蓉高铁湖北段沿线雷电分布特征

利用湖北省2007—2017年雷电定位系统(LLS)监测的雷电流相关参数资料,采用线路走廊网格、层次模型等数理统计方法,统计分析沪蓉高铁湖北段沿线雷电活动特征,提出基于雷电参数的风险区划方法。结果表明:一年中,4—8月铁路沿线闪电频数占全年闪电总数的89.82%,属雷电主要发生期;一天中,14:00—20:00时段是铁路沿线闪电集中发生时段,也是雷电防护重点时段。以0.41,0.68为阈值分割点,将沪蓉高铁湖北段划分为较高、中等、较低三个雷电风险等级,其结果可为防雷工程设计、雷击风险评估、雷电预警预报信息发布等提供参考依据。     

紫峰大厦雷电流全波测量研究

雷电流是描述闪电放电最重要的物理量,对于雷电防护相关研究意义重大,因此,雷电流测量一直是雷电研究领域的基础性工作。为了获得自然雷电流全波波形,在南京第一高楼紫峰大厦(约450 m)楼顶的避雷针处安装了一套雷电流全波测量系统,用于长期检测雷击建筑物回击电流和建筑物上行先导电流。该系统包含两套子系统,分别由雷电流传感器、数据传输系统、数据采集系统、远程控制系统构成,能够同时测量回击电流和建筑物上行先导电流,对国内特别是华东地区高塔自然雷电流研究具有重大意义。首先对所安装的雷电流测量系统进行了介绍,对测得的两组上行先导电流波形进行了全面分析,得出高建筑物上行先导电流波形的相关特征。     

雷电通道水平电场影响因素分析

影响雷电通道产生的水平电场因素众多,分析其影响因素对电力系统的雷电防护具有重要意义。文中利用运动电荷电磁场方程求解得到闪电回击通道的水平电场和方位磁场,并结合C-R 算法,得到了有限电导率地面上方的水平电场。依据运动电荷电磁场方程的特征分析了不同回击速度、不同距离、不同电导率对雷击产生的水平电场的影响。得出以下结论:水平电场随回击速度增大而减小;水平电场波形呈双极性特征且水平距离越大或电导率越小负向偏移越明显。这些研究结论为输电线路雷电过电压计算打下良好的基础。与其他方法相比,本文方法可以避免远距离电磁场计算中的震荡问题和积分方程的奇异问题。     

2005～2012年花都区雷电灾情特征分析

本文对2005～2012年气象部门收集的雷灾资科进行统计分析,分析了花都雷电灾害的时间分布特征、各类灾害的分布比例、雷电灾害导致人员伤亡的趋势等情等.结果表明;花都区雷电灾害次数总体上呈上升趋势,雷电灾害多发生在雷暴较集中的汛期.雷电灾害损失主要分为人身伤亡事故、电子设备受损故障、建筑物受损和供电故障四种情况.其中人身伤亡事故占总数的8％、电子设备受损故障占总数的60％、建筑物受损占总数的11％和供电故障占总数的21％.     

栅格式排气孔雷电电磁效应机理分析北大核心CSCD

飞行器上存在不可避免的孔缝,使得飞机遭受雷击后电磁场从孔缝处透射。文章研究了飞机上真实孔缝结构——栅格式排气孔对飞行器内部电磁场的影响,选择传输线矩阵时域求解器分析了不同雷电流波形(A和H)下排气孔以及排气孔周围蒙皮材料变化时的电磁场分布情况。结果表明:沿孔缝表面垂直向内会有一定的电磁场透射,向内超过200 mm以后,电磁场透射强度低于外部电磁场的1.5%,因此其影响范围主要在200 mm以内;蒙皮材料不同时,距排气孔较近的地方,内部电磁场差异较小,距排气孔较远的地方,内部的电磁场差异较大。     

基于自主研发微观驱油实验装置下低渗透储层水驱油渗流特征研究--以姬塬油田长61储层为例北大核心CSCD

针对低渗透储层具有低孔、低渗特性,且渗透特征复杂多变,应用真实砂岩微观模型和自主研发微观驱油驱替联测实验装置,开展了微观水驱油实验研究工作,并结合薄片鉴定、物性分析(孔径分析仪及渗透率测试仪)、恒速压汞、扫描电镜等资料对储层孔隙结构类型及其渗流特征进行深入分析,得出孔隙结构类型与水驱油微观渗流特征之间内在联系,探讨储层微观水驱油特征及驱油效率的影响因素。结果表明:储层孔隙类型主要为残余粒间孔、溶蚀孔、晶间孔等3类,不同孔隙类型驱油效率不同,储层孔隙类型以残余粒间孔、溶蚀孔为主时,水驱油实验中主要渗流路径为均匀驱替、网状驱替,驱油效率较高达到66.8%;储层孔隙类型以晶间孔为主时,水驱油实验中主要渗流路径为指状驱替,驱油效率相对较低,是37.15%;残余油类型分别为绕流残余油、角隅残余油、油膜及卡断残余油,80%以上残余油以绕流、膜状形态存在,角隅状、孤立状形态分布较少;亲水性储层与亲油性储层具有不同的渗流特征,且亲水储层驱替效果好于亲油储层,亲水性储层驱油效率较亲油性储层高出15.94%;注水倍数增大,驱油效率增高,储层注水强度达到3PV后对驱替效率影响变弱。综合分析表明,厘清储层水驱油渗流特征及其驱油效率影响因素可为油藏的"甜点"预测提供科学依据。     

合肥市霾日气象要素特征分析及预报方法研究

利用合肥国家气象观测站建站以来历史观测资料(1952$\sim$2016年)及2004$\sim$2016年逐日地面观测资料和高空观测资料, 分析了合肥霾日及相关气象要素特征;并结合2004$\sim$2016年合肥空气质量数据,对合肥市霾的预报方法进行了研究, 初步得到了霾日和霾日能见度的预报方程;最后利用2017年的气象资料和空气质量资料对预报结果进行了检验。结果表明: 合肥出现的霾以轻微霾和轻度霾为主;全市霾日逐月分布不均,其中1月和12月最多。霾的生消有比较明显的日变化, 霾出现的时间主要集中在每日的11:00$\sim$20:00。霾出现的有利气象条件是:风速$\leq$3 m/s,地面主导风向为 偏东风到偏南风,有负变压,正变温,相对湿度在50$\sim$70\%之间。低能见度的霾需要相对较高的相对湿度和负变压。 建立的霾日及霾日能见度方程预报准确度较高,可以为合肥市霾的预报预警提供一定参考。     

深圳地区多普勒测风激光雷达的湍流观测

激光雷达可以快速实现对大气风场的非侵入测量, 获得精确三维风矢量。为验证测风激光雷达观测湍流的可 行性并获得湍流观测特征, 利用相干多普勒激光雷达在深圳杨梅坑进行湍流观测实验。依据 Reynolds 分解原理, 应用 小波分解获取湍流脉动并分析大气的湍流运动特征。结果表明: 观测地日平均湍流强度呈现“单峰单谷”结构, 与实验 期间气温的变化呈现较高相关性; 湍流动能引起垂直方向上的输送主要集中在日间 12:00 后, 与湍流耗散率的相关系 数达 0.77; 湍流功率谱密度在惯性副区内基本符合 Kolmogorov“-5/3” 定律。研究结果验证了测风激光雷达可以较为 精确地估算湍流参数。     

京西生态涵养区日照时数变化特征及影响因素

为详细了解京西生态涵养区日照情况, 利用北京市门头沟、斋堂两个国家气象站 1975–2019 年逐日总云量、 低云量、降水日数、相对湿度、日照时数等资料, 采用气候倾向率、 Mann-Kendall 检验等方法分析了京西生态涵养 区日照时数时空变化特征及其与各气象要素之间的相关性。结果表明: 在 1975–2019 年间, 京西生态涵养区年、月、 日日照时数均呈西部山区多、东南平原少的特征, 且两站日日照时数呈显著相关性, 约 80% 的差值在 −2∼2 h 范围。 其中月均日照时数峰值出现在 4–5 月, 谷值出现在 11–12月, 6 月、 9–10 月减少趋势最明显; 四季日照时数分布较均匀, 但呈春季多、冬季少的特征; 2002–2010 年年日照时数连续低于均值, 东南平原区减少趋势 [−51.6 h·(10a)−1] 大于西部 山区 [−39.5 h·(10a)−1]。年、四季日照时数异常偏少情况主要出现在 2000 年以后, 接近异常偏多年份在 20 世纪 80–90 年代较集中。 1982–1990 年日照时数明显增加, 1991 年发生明显减少突变, 1991–2019 年日照时数明显减少。综合分 析表明该地区的日照时数与总云量、低云量、日平均湿度、日降水量呈负相关, 与日分钟风速、能见度呈正相关, 该 结论对首都京西生态涵养区建设和气候评价具有重要参考价值。     

A transistorized radiation-field-actuated lightning flash counter

Lightning discharges are known to occur within the cloud, from cloud to air, from the cloud to ground and between clouds. In the studies of atmospheric radio noise and characteristics of thunderstorms, an instrument is required for recording all the types of lightning flashes mentioned. The paper describes such an instrument and its tropicalized enclosure. The instrument is an extension of the Aiya noise meter and employs identical calibration and test procedures, but is completely transistorized to make it portable. It is triggered by the HF radiation field arising from lightning flashes. To reduce production costs as well as to facilitate fabrication of the instrument anywhere, the design has been based on the use of ordinarily available and commercially mass produced components and devices. The instrument operates from a 15v-battery supply, drawing 10 ma normally and about 35-40 ma when registering a flash. The exact operating frequency, bandwidth and sensitivity are capable of adjustment to desired values over a wide range. Two flashes occurring at an interval exceeding 1.5 sec can be resolved by the instrument, and this is adequate on the basis of available information.     

石油化工控制室的雷电综合防护

雷电是大气中带电云块之间或带电云层与地面之间所发生的一种强烈的自然放电现象。雷电虽然是一种人类还不能控制其发生的自然现象,但为避免它对人类社会造成的危害,人们通过长期的观测研究,对雷电现象及其特性、发生和发展的规律已经取得了一定的成果,并在此基础上形成了雷电防护的理论和措施。本文主要通过对石油化工企业仪表控制室雷电防护的必要性与重要性的分析和雷击对仪表控制室的危害形成阐述,并结合现代综合防雷的新观念,具体提出仪表控制室综合防雷技术。     

如何避免雷电对民航电子设备的危害

雷电对电子设备的危害是无法估量的,各行业遭受雷电灾害的频率也越来越高,经济损失也在逐年增加,尤其是在民航领域多采用电子设备来运作,电子设备由于其特性容易受到雷电的入侵,造成机场电子设备的损坏甚至是瘫痪,会引发严重的后果,因此,有效避免雷电对电子设备的危害至关重要.基于此,本文主要分析了民航电子设备遭受雷电入侵的渠道和产生的危害,并且针对如何避免雷电对民航电子设备的危害提出相关解决措施来探讨和研究.     

闪电AR谱的多重分形特性分析及放电类型的识别

对闪电时域波形的分形研究由于忽略了其频率特性,致使复杂多变的闪电过程的全部特性无法得到充分表征。针对此问题,本文将多重分形理论引入到现代谱估计中,提出了一种基于AR(auto-regressive)谱的闪电电场信号的多重分形特性分析及放电类型的识别方法。首先基于AR模型谱估计法获得闪电电场信号的功率谱,然后,通过多重分形去趋势波动分析(multifractal detrended fluctuation analysis,MF-DFA) 法验证了闪电AR谱序列具有多重分形特性,并进一步对AR谱序列的Hurst指数以及多重分形谱进行了讨论,最后将相关参数作为闪电信号的有效特征值输入支持向量机进行了云闪(intracloud lightning) 和地闪(cloud-to-ground lightning,CG) 不同放电类型的识别。实验结果表明,本文方法对云、地闪信号的有效识别率达到了94%以上,该研究成果对闪电的特性研究与自动化识别技术均具有一定的参考价值。     

A lightning location system in China: its performances and applications

This paper describes the largest lightning location system in China-Guang Dong lightning location system (GDLLS), which only locates the electromagnetic fields radiated by individual return strokes in cloud-to-ground flashes. Using information gathered from 14 combined magnetic direction and time-of-arrival finder sensors, the GDLLS provides both real-time and historical lightning data to the electric utility industry. The real-time data include the time of lightning strokes, their location and polarity and an estimate of the peak current. In this paper, the performance of the GDLLS is addressed, including detection efficiency and location accuracy. The potential applications of lightning data collected by the GDLLS are discussed also for electric power utilities in the Guang Dong province.     

高塔直击雷雷电流全波监测系统

分析和研究雷电流的菜参数是雷电电磁脉冲（ＬＥＭＰ）防护的基础,天然落雷的雷电流全波测量对防雷理论及防雷设计都有重要意义。介绍了江阴长江公路大桥北塔上的雷电流监测系统,以及本测量系统的标定、系统的模拟实验等问题。     

Submicrosecond characteristics of lightning return-stroke currents

The authors describe the experimental results obtained during 1987 and 1988 triggered-lightning experiments in Florida. Seventy-four simultaneous submicrosecond time-resolved measurements of triggered return-stroke current (I) and current derivative (dI/ dt) were made. Peak currents ranged from about 5 to 76 kA, peak dI/dt amplitude from 13 to 411 kA/μs and risetime from 90 to 1000 ns. The mean peak dI/dt values of 110 kA/μs were 2-3 times higher than data from instrumented towers and peak I and dI/dt appear to be positively correlated. These data confirm previous experiments and conclusions supported by forty measurements. They are important in order to define, for example, standards for lightning protection. Present standards give a dI/dt maximum of 140 kA/μs     

机载计算机雷电防护设计及验证

机载计算机应用环境决定了其必须具有高安全性和高可靠性。近年来国内飞机对机载计算机雷电防护设计及验证方面的要求越来越高,本文从屏蔽、接地等方面,对机载计算机雷电防护设计提供了参考,并对雷电防护设计的验证环境进行了简单说明。     

金属屋面防雷探讨

从防雷系统的六大要素及闪电理论，利用国际先进的Pulsar避雷针与避雷带相结合，并与墙内钢筋组成笼式避雷系统的防雷设计新做法，分析此种防雷系统的优点及好处，同时介绍了Pulsar避雷针的工作原理和保护范围的计算，并提出设计防雷系统应注意的接地问题。