基于大气电场资料的雷电临近预警研究

通过分析深圳地区2012年6—9月17次雷暴过程的电场观测资料,并结合广东省闪电定位资料,发现当雷暴云移近电场仪测站时,在测站的防护区内(距测站10 km半径范围内),闪电发生前的电场幅值快速增加且伴随有快变抖动的现象,并且快变抖动和闪电的发生具有0-1化对应关系,即当有电场的快变抖动出现的情况下,电场达到一定阈值并维持一段时间后,防护区内发生闪电的可能性很大.因此根据大气电场的波形特征,提取出与闪电相关性较高的因子,利用多元回归技术建立一套预报方程,根据该预报方程得出最佳预警参数.结果表明:当大气电场阈值达到0.86 kV/m,且在10.73 min内电场能维持在阈值上,并伴随有电场的抖动时,在防护区内发生闪电的可能性很大,预警准确率达53%.     

故宫博物院“6·23”雷击事件分析

2011年6月23日故宫博物院锡庆门、箭亭等5个场所遭雷击.利用该日常规天气资料、卫星资料、雷达资料、大气电场资料、闪电定位资料,分析了该次雷击事件的天气背景和雷击时段大气电场、闪电分布的相关特征;根据雷击现场调查,分析了故宫遭雷击的具体原因和防雷薄弱环节,针对存在的问题给出了整改建议;提出了采取小范围雷电监测预警措施,进行故宫精细化雷电监测预警,改善故宫防雷现状.相关结论可以为文物古建场所的雷电监测预警以及防雷措施的选择提供参考.     

由折射指数计算高功率微波的击穿阈值

高功率微波的强电场引起大气中性粒子的电离形成等离子体，中性粒子的电离频率与电场强度、大气压强密切相关。本文分析计算了高功率微波传输一个脉冲后折射指数随脉冲宽度、微波等效电场和大气压强的变化，并由此得到不同条件下的场强击穿阈值。     

云环境下基于朴素贝叶斯的雷暴预报初探

雷暴是一种灾害性天气系统,对建筑和人类造成极大的伤害。因此,对雷暴的预报具有重要的意义。将传统的朴素贝叶斯分类方法进行并行化,在Hadoop云计算平台下利用NCEP 1.0×1.0历史再分析资料和江苏省闪电定位资料进行雷暴的预报,并与逐步回归分析法和神经网络方法进行比较。实验结果表明,云环境下的朴素贝叶斯分类方法在预报准确率和空报率等方面均优于逐步回归分析法,但其空报率略高于神经网络方法。总体而言,文中的算法对雷暴的预报有较好的效果,这为雷暴预报提供了一个新的思路。     

一次蒙古冷涡影响下固原市冰雹天气过程分析

利用天气监测资料、NCEP/NCAR再分析资料、多普勒天气雷达资料等,对2017年6月7日发生在固原市范围内的一次冰雹天气过程,从环流背景、大气稳定度、雷达回波变化特征等方面进行了分析。结果表明,本次冰雹天气过程发生在宁夏冰雹易发期的初夏季节午后,是在"两槽一脊"有利于强对流天气发生的环流背景下,受蒙古冷涡影响而形成的;对比分析几个常用的冰雹预报指标和本次过程实况值显示,相对湿度指标阈值需降低,其他指标则符合已有的指标阈值;雷达回波特征参量如组合反射率、基本反射率、垂直累积液态水含量、回波顶高在冰雹发生前和发生时都显著增大,对于冰雹预报预警有较好的指示意义。     

空心电抗器电场强度分布计算与均压环设计

以某10kV无功补偿装置串联电抗器为例,计算分析了电抗器电场强度的分布,并设计了电抗器专用均压环.以场-路耦合的方法,计算了电位在电抗器匝间的分布,并以此为初始条件,采用电场的有限元计算方法,计算分析了电抗器在正常及冲击电压作用下的电场强度分布特点.根据电场强度分布,设计出电抗器专用均压环,有效减小了电抗器电场强度,对于降低电抗器的故障率,提高电抗器的使用寿命具重要作用.     

电场对[100]cub切型PMN-PT单晶电畴组态的影响

采用偏光显微镜观察了电场作用下[100]cub切型PMN-PT弛豫铁电单晶电畴组态的变化.结果表明：在正向电场作用下,当电场强度超过2.45 kV/cm时,平行于电场方向小畴条带慢慢消失,当电场强度升高到7.15 kV/cm时,原畴壁逐渐消失,在接近电极附近试样上优先出现了垂直于电场方向的新电畴;在反向电场作用下,电场强度超过2.05 kV/cm时,电畴条带沿电场方向扩展,当电场强度升到7.15 kV/cm时,平行于电场方向电畴消失,而出现许多垂直于电场方向电畴;在交流电场驱动下,电畴以低于50 Hz的频率做周期性振动.     

大气电场仪观测结果的修订

大气电场仪是测量大气电场的重要设备,其测量结果受多种因素影响.通过一系列对比试验表明:电场仪采用探头正置或倒置结构时的观测结果基本一致,倒置结构有利于避免雨水带来的影响.不同的安装环境对测量结果的影响很大,为了消除这种影响,提出了对观测数据进行地面修订的方法,得到不同天气条件下的修订系数.所得结果对于实现多站电场仪联网观测的数据一致性有重要实际意义.     

加密自动站资料在吴忠强对流天气预报中的应用

基于初步的加密自动站资料在吴忠强对流天气预报概念模型中的应用,对2013-07-03吴忠市出现的强对流天气过程典型个例进行分析,将过程前后的地面加密站资料与强对流天气进行对比,检验了强对流天气发生前、发生时地面加密站资料图上压强、温度、湿度的变化特征,地面中小尺度辐合系统以及与强对流天气的对应关系及预报思路.应用1 h一次的地面加密站资料与多普勒雷达回波资料的演变相结合,可为突发性强对流天气预报、预警提供参考.     

特高压输电线路树障隐患预判及仿真分析

针对输电线路树障隐患的研究,主要在于树冠距架空导线的净空距离和间隙绝缘特性两方面.以云-广特高压直流输电线路为研究对象,结合当地的气象条件和立地信息,分别建立导线下方树障隐患预判模型和导线旁树障隐患预测模型.利用Richard方程,建立树高生长预测模型作为树障的动态边界条件.运用解析法计算树冠距导线空间畸变电场,与线路间隙最小击穿场强进行比较,对是否发生树闪故障进行预判.通过Ansoft软件,对导线距树冠空间电场分布进行仿真分析.由分析可得,树高为18.591 m的树木畸变电场强度为662 480.043 V/m,线路间隙最小击穿电场强度为38 230 V/m,树冠处畸变电场强度远大于击穿场强,严重威胁线路安全运行对树障隐患作出提前预判.     

导电薄板在纵向磁场中的谐波共振分析

基于Maxwell方程及Kirchhoff薄板基本假设,导出了导电薄板的非线性磁弹性振动方程、电动力学方程和电磁力表达式。在此基础上,研究了纵向磁场中横向机械动载作用下条形薄板的非线性谐波共振问题。针对两端简支边界条件情况,应用伽辽金法进行积分,导出了关于振动位移和电场强度函数的磁弹性耦合振动微分方程组。利用多尺度法进行求解,得到了共振下的幅频响应方程,并对定常解的稳定性进行了分析,得到了解的稳定性判定条件。通过数值计算,得到了共振振幅随调谐参数、激励力幅值和磁感应强度的变化规律曲线图,以及系统振动位移和电场强度的时程响应图,分析了电磁、机械等参量对共振现象及解的稳定性的影响。     

偏置电场对THz辐射强度影响的蒙特卡罗模拟

采用系综蒙特卡罗方法对光生载流子在偏置电场作用下的输运过程进行模拟,从微观角度研究偏置电场对连续太赫兹辐射强度的影响.模拟结果表明,由于空间电荷电场屏蔽效应以及散射等因素的影响,太赫兹辐射强度先是随偏置电场的增强而上升,当达到峰值后逐渐趋于饱和.虽然降低温度使粒子发生散射的几率降低,但同时也减小粒子的初始能量,故低偏置电场时低温下连续太赫兹辐射功率比常温下小,而当偏置电场超过某一阈值时,降低温度能够提高连续太赫兹辐射功率.     

一维光栅结构中电场分布的计算分析

光栅中的电场分布对光栅的激光损伤阈值具有重要影响,为此提出了一种计算一维光栅结构中电场分布的方法,该方法对于任意深度和占空比的光栅,均能计算得到光栅内外的电场分布.采用解析方法推导得到了计算公式,由于矩阵中元素值太小而无法求逆矩阵,应用基于增强透射矩阵的耦合波理论, 并对其计算过程进行了改进,改进方法能够直接计算得到单层光栅的电场分布.进一步将该方法运用到多层光栅结构中,能够计算光栅和介质多层薄膜混合结构的电场分布.计算结果表明,采用该方法能够直接分析计算介质反射光栅内的电场分布,不仅可以获得精确解,而且可以大大降低计算量.     

单极高压直流输电线路电场强度计算

通过改进Sarma计算方法和引入分裂导线的作用，运用解析法计算了高压直流输电线路的电场强度，并分析了线路几何参数的影响.结果表明，电场强度随距导线距离的增加而急剧衰减，地面最大电场强度位于导线垂直投影处.次导线半径和导线对地高度对电场强度的影响较明显，次导线半径越大，导线越高，电场强度则越小.次导线布置形式和导线分裂间距对电场强度的影响很小.在不同次导线半径下，最大电场强度与运行电压呈近似线性关系.在不同导线对地高度下，最大电场强度与运行电压呈发散状的非线性关系.将解析法计算结果和有限元法计算结果进行比较，两者吻合较好.     

高压直流输电线路电场强度计算方法

针对高压直流输电线路产生的电场问题，考虑分裂导线的作用，改进了Sarma计算电场强度的方法.计算了电场强度的分布，并分析了线路设计参数对电场强度分布的影响.研究表明，地面电场强度在中心点为零，向两侧极导线方向迅速增加，在极导线外侧1~3 m处达到最大值，而后随距离增加而急剧衰减.导线高度对电场强度的分布影响最为明显，导线越高，电场强度越小;次导线半径越大，电场强度越小;极间距越小，电场强度越小;次导线分裂间距和次导线布置形式对电场强度的影响很小.     

改善交流超高压、特高压输电线路下电场强度的措施

介绍了电场强度的计算方法及降低场强的措施，并利用Matlab对改善交流超高压、特高压输电线路线下电场强度的3种措施进行仿真．仿真结果表明：这些措施都能有效地减少线下的电场强度，减小高场强区域．     

高压纳秒脉冲电场消融黑色素瘤细胞实验研究

为了研究高压纳秒脉冲电场(nsPEF)消融恶性肿瘤的关键影响参数,基于火花开关和传输线变压器(TLT)技术,自主研制重频高压纳秒脉冲电场(RnsPEF)发生系统,可以稳定输出纳秒级脉宽的指数脉冲,证实了高压纳秒脉冲电场杀伤肿瘤细胞的效果和可控性. 以贴壁生长于六孔板中B16黑色素瘤细胞为对象,研究脉冲次数、峰值电压、重复频率和电极针对间距对肿瘤细胞消融效果的影响. 以电极杯中B16肿瘤细胞悬液为研究对象,结合CCK-8检测法开展脉冲处理后细胞活性的研究. 结果发现,高压脉冲电场和脉冲能量注入密度是影响纳秒脉冲电场消融肿瘤细胞的关键因素,重复频率对消融效果的影响不大. 结果显示,自制RnsPEF系统消融B16肿瘤细胞的阈值电场强度为6.8 kV/cm,注入能量密度的阈值为11.4 J/cm³和最佳消融次数为500次脉冲.     

宁夏固原市雷暴特征与气候变化分析

利用宁夏固原市建站以来1957--2006年地面气象观测记录的雷暴资料,对固原市雷暴的气候特征进行分析．结果表明,固原市雷暴的年际变化较大,年雷暴时间在20世纪90年代后有减少的趋势,且2000年后递减变化明显．雷暴时间主要集中在6—8月,占全年雷暴的67％,6月雷暴时间的年代变化从建站来呈准直线缓慢下降趋势,7月出现了双峰单谷型的变化趋势,8月出现了一个反正弦的周期变化．雷暴时间的月分布有明显的季节性,呈准正态分布．