基于VLF/LF三维雷电探测数据的云-地闪电频谱差异性分析

利用南京地区VLF/LF(甚低频/低频)三维雷电实时探测网探测到的2018年7月26日14时的一次正地闪和2018年8月3日14时的一次负地闪数据,对闪电不同放电阶段的频谱特征进行了详细的对比分析.初步结论如下:1)从两次闪电的三维通道结果可以看出,这两次闪电都具有3次回击,同时从脉冲辐射源位置看出,所有的地闪回击放电过程基本是沿着相同通道闪击到地面;2)正地闪和负地闪的云内放电过程的频谱是相似的,主要集中在40 kHz以上;3)正地闪和负地闪继后回击之前的箭式先导频谱集中在100 kHz以上,不同极性的箭式先导频谱几乎没有区别,但其比云内放电过程辐射频段要高很多;4)正地闪和负地闪的回击过程频谱相似,主要集中在20 kHz以下,并且继后回击的高频分量比首次回击少.     

屏蔽线和三相线空间结构变化对雷击耦合电压的影响

基于多导线的Agrawal场-线耦合模型,采用"两步走"方法,从理论层面研究了屏蔽线和三相线路的空间结构变化对耦合电压峰值的影响.笔者从两个方面进行讨论:1)屏蔽线的高度对耦合电压的影响,其他条件不变,发现屏蔽线越高,相线受到的屏蔽效应呈现先增大后减小的趋势.线路结构两边的两根相线在屏蔽线高度为17.05 m时,屏蔽效应达到最大;但对中间的一根相线而言,屏蔽线高度为12.05 m时,屏蔽效应最大.2)保持屏蔽线和三相线的高度不变,通过改变三相线的水平距离(屏蔽线的水平间距也随之改变),分析线路空间结构的变化对耦合电压的影响.对位于两边的两根相线而言,水平间距从1.7 m增加至5.7 m时,屏蔽效应逐渐减小.对中间的一根相线而言,水平间距从1.7 m增加到2.7 m时,屏蔽效应逐渐增大,但当水平间距继续增加至5.7 m时,屏蔽效应逐渐减小.     

连绵起伏山体对雷电电磁信号的影响研究

连绵起伏的山体地形会对雷电电磁信号的强度和传播时间产生影响,进而影响到时间到达(time-of-arrival,TOA)雷电定位技术的准确性.本研究基于二维时域有限差分(two-dimen-sional finite-difference time-domain,2D FDTD)算法,对地闪回击电磁场在连绵山体地形的传播特征进行数值模拟,结果表明:1)连绵起伏山体的屏蔽作用和传播衰减对雷电信号强度的影响不可忽略.观测点附高山的静电屏蔽会引起垂直电场的显著削减.山体高度每增加500 m,山体传播衰减导致雷电信号的幅值平均下降约10％,不同观测点位置的衰减程度存在一定差异.2)连绵起伏的山体同时还会引起回击电磁场波形传播时间的变化.通过不同方法计算得到的到达时间结果存在较大差异,其中10％峰值、20％峰值以及最大导数点切线方法得到的结果相对接近.3)在2种路径延长的等效方法中,包络等效与上述3种计算方法得到的到达时间有很好的一致性,地表等效在山体较高时会对到达时间产生过高的估计.