卫星与地基闪电探测资料在闪电活动研究中的综合应用

利用闪电探测资料研究闪电放电特性及其活动特征,对于雷电灾害的监测和预警具有重要意义。卫星闪电探测不受下垫面条件限制,可观测覆盖区域内的总闪电,但无法区分云闪与地闪,地基闪电探测以定位地闪为主,且二者探测原理不同。本文分析了卫星与地基闪电探测在观测目标、定位精度和探测率等方面的差异;在此基础上,利用卫星闪电成像仪TRMM LIS与我国国家雷电监测网资料,提出一种结合星地同步闪电观测数据的闪电活动分析方法,该方法对两种资料中时空特性较为相近的探测单元进行匹配处理,通过聚类算法得到闪电信息;利用该方法分析了我国西南地区2008~2014年的闪电分布特征。结果表明:该方法可有效获得观测区域的闪电信息,且从气候与地形因素等方面可对分析结果给予解释;下一步结合静止卫星闪电探测资料,可从数据匹配误差上获得改进,同时可将多源闪电观测资料结合的方法扩展到更多应用。     

2017-2019年贵州省闪电活动特征分析

文章利用2017—2019年新型三维闪电监测系统的数据资料,从时间分布、空间分布、强度变化3方面分析了贵州省近年来闪电活动特征。时间分布上具体分析了年变化、月变化和日变化特征,所得结论以期为业务人员在预警预报过程中提供帮助和参考。     

雷电电磁脉冲分析及研究

雷电是一种危险现象,雷电过程所产生的强大闪电电流。将产生电磁场变化和丰富的电磁辐射,不仅干扰无线电通讯。严重时甚至使通讯中断。雷电电磁脉冲屏蔽及电磁防护问题是现在航空航天所面对的一个重要问题。本文介绍了闪电的成因。分析了雷电电磁脉冲对金属板的作用。先是分析了雷电电磁脉冲通过薄金属板的场。并依据Bruce和Golde给出的双指数经验公式计算了雷电电磁脉冲通过金属薄板的场的分布。     

DDW1型闪电定位仪数据质量分析评估

文章分析了DDW1型闪电定位仪的探测原理,通过分析江苏省DDW1型闪电定位仪试运行期间的雷电数据,并对比DDW1型与ADTD型闪电定位仪的雷电探测类别与数量。结果表明：除个别站点因网络问题导致传输数据到报率略低外,其余站点数据到报率均达到99%;与ADTD型闪电定位仪相比,DDW1型闪电定位仪灵敏度更高,所探测到的正闪数量是ADTD型闪电定位仪的5.8倍,负闪数量二者相差不大,DDW1型闪电定位仪正闪与负闪比为1∶1.8。研究结果为DDW1型闪电定位仪的推广应用奠定基础。     

大气电场的特征及雷电预警技术研究

近年来,由于高科技的迅猛发展及其在社会各个领域的广泛应用,城市中的雷电灾害已严重影响现代通讯和计算机的应用,并造成建筑物破坏、人畜伤亡等恶性事故的发生,因此人们防雷意识不断提高,对雷电预报的要求越来越迫切。本文以大气电场资料为基础,利用地面电场仪的组网观测,监测雷雨云中强雷电活动中心在地面产生的电场强度、极性以及闪电数等,并结合闪电定位系统及天气雷达等设备的监测,探究雷电现象与各类监测数据的相关性,期待能为雷电的监测和预报提供更好的方法,最大程度减少雷电灾害给人民生活和社会经济造成的损失。     

珠海温室气体监测站网平沙监测站雷电防护对策

借助1999~2009年珠海温室气体监测站网平沙监测站附近3km范围内的闪电定位数据,结合站点的地理概况,分析其雷电危害,计算得出该站年预计雷击次数、雷电入侵电涌幅值、雷电电磁场强度;依据计算结果,提出直击雷防护、雷电电涌入侵防护及雷电电磁脉冲防护等对策,为珠海温室气体监测站网平沙监测站项目稳定运行提供可靠保障。     

四川雷电探测运行监控平台的综合分析和改进设计

文章基于多年闪电定位仪运行状态监控平台的应用实践,对4个闪电定位仪监控平台进行多层次对比分析,找出优缺点,并结合雷电运行状态监控业务发展与应用,分析监控平台对故障报警时效、设备维护维修、备件储备以及对设备性能的业务可用性综合评估,历史状态查询等方面的影响。提出监控平台升级改进的设计构想,保障全网监控平台的稳定运行,为雷电预警提供更可靠的数据资源,提高雷电预警效率。     

“威马逊”台风外围飑线对铜鼓的影响

为了做好铜鼓县雷暴大风天气的预警预报工作,文章使用铜鼓国家站数据、江西省闪电数据、江西WebGIS雷达拼图数据等,分析了雷暴大风年分布与地面要素的关系以及“威马逊”台风外围飑线回波带的回波特征和演变规律,以期为监测预警铜鼓飑线天气提供分析依据。     

两套ADTD闪电定位系统探测效率对比分析

利用浙江省和宁波市两套ADTD闪电定位系统的闪电定位资料,对ADTD闪电定位系统的探测效率进行了分析,结果表明:宁波地区范围内,市系统所探测到的地闪次数要远超过省系统所探测到的地闪次数。在合理探测范围内,闪电定位系统的相邻测站间距越近,其探测效率越高,特别是对雷电流幅值在0~30kA的地闪。当雷电流幅值50kA,相对于市系统,测站数较多的省,系统能探测到较高比例的高质量地闪数据。相比测站围线以外,在测站围线以内,市系统探测效率高且探测到的高质量地闪数据比例也较高。     

彭泽水产养殖基地雷电活动特征与风险评估

采用统计方法对彭泽水产养殖基地2005～2010年的雷电数据进行分析。结果表明:彭泽水产养殖基地雷电活动比较频繁,年平均雷暴日为42.17d,5～9月平均落雷次数高于6000次,其中8月份最多,为11039次,主要集中在13:00～20:00,占总数的66.6%;年平均落雷密度Ng=4.217次/km2,雷电流幅值平均为12.3kA,雷电流幅值>98.9kA的地闪概率为1%,雷电流幅值>94.2kA的地闪概率为2%。根据雷电活动特征,给出养殖区雷电风险评估和雷电防御措施。     

利用LIS分析华东地区及附近海域雷电活动特征

文章利用1998年01月~2014年12月星载闪电成像传感器(LIS)探测原始资料,分析华东地区陆地及附近海域的闪电时空分布特征。结果表明:华东地区(含海洋)陆地闪电密度高于海洋;闪电活动具有明显的季节性和日变化特征;海洋的光辐射能和闪电持续均高于陆地,光辐射能和闪电持续时间均呈现随纬度升高而降低的趋势;光辐射能强度夏季最低,冬季为全年最高,这一特征陆地比海洋更为明显。     

新余雷电天气影响系统与雷达回波产品分析

利用常规天气图资料、地面观测资料、南昌多普勒天气雷达资料和闪电定位资料,对2004—2008年新余雷电过程的气候概况、天气影响系统和雷达回波产品等进行研究分析,结果表明：（1）新余雷电具有明显月分布特征,主要集中在7—8月;雷电的日变化主要集中在13：00—20：00,17：00出现次数最多,而夜间到上午则很少出现。（2）有利于新余发生雷电的天气影响系统有：地面冷锋和西南倒槽、高空低槽和切变线、低空急流和副热带高压。（3）南昌站单站有利于产生雷电天气的物理量参数有10个,满足其中5个以上就有可能出现雷电天气。（4）雷电天气的雷达回波产品主要有：回波顶高度ET,基本反射率CR,垂直积分液态水含量VIL。（5）雷电天气预警信号的发布标准有3种：一般雷电发布雷电黄色预警信号;较强雷电发布雷电橙色预警信号;强雷电发布雷电红色预警信号。     

鹰潭市雷电天气分型和雷达PUP产品特征分析

为了做好鹰潭市雷电天气监测预警工作,文章使用江西雷电资料、天气资料、江西WebGIS雷达拼图和抚州SA雷达PUP产品等资料,采取统计学、天气学和雷达气象学等方法,对鹰潭市雷电天气进行分型,对雷达拼图回波特征、雷达PUP产品特征进行分析。研究结果为鹰潭市雷电天气监测预警和预报服务提供分析依据。     

闪电定位系统在业务工作中的综合应用

近几年闪电定位系统作为一种新的雷电监测手段,被广泛应用,闪电定位系统可以昼夜不间断连续进行雷电监测,对空中雷电的生成、演变进行实时的跟踪定位,为判断对流云团位置,准确、及时指挥人工影响天气作业和灾害性天气预报预警、避雷防护等应用提供指导依据.由于从设备启用和资料分析处理都处于起步阶段,在全国范围还未建立大规模数据格式统一的雷电监测系统,使资料的共享和应用受到很大制约.     

基于GMap.net雷电监测预警系统设计与实现

基于GMap.设计的雷电监测预警系统,以大气电场测量为基础,利用地面电场仪组网,实现自动、连续、实时监测强雷电活动中地面产生的电场强度变化,存储大气电场数据,回放历史数据,同时采用时序差分法设置三级电场阈值,使得预警更加准确,提高准确率,减少虚警率。通过对2011-05-11南京六合地区的雷暴作为个例进行分析演示发现：在测站范围内,当电场的快变抖动出现并且电场值达到一定阈值时,电场值会随着时间增加而达到事先设定的闪电出现的强度,很少会有电场快变而没有产生闪电的情况出现,预警效果相对理想。     

闪电定位系统在防灾减灾中的应用分析

雷暴天气是最严重的气象灾害之一,潮州市每年由于雷电引起的人身伤亡、电力系统和通信设备的破坏等各种雷击事故频频发生,因此加强闪电监测定位系统在雷电预警、雷灾调查与鉴定中的运用,是十分必要的。利用闪电监测定位系统能够实时快速地探测和记录数百公里以内的闪电活动,并得到每一雷击的发生时间、地理位置、强度、极性等特点、本文叙述了闪电监测定位系统在雷电预警、雷灾调查与鉴定中的应用情况。     

雷暴过程中的大气电场特征与地闪活动分析

本文利用云南省闪电定位系统监测资料和大气电场仪资料分析了滇中2007-04-30的雷暴天气过程,结果表明:这次由午后强对流活动引发的雷暴过程主要分布在滇中地区,负地闪所占比例较高,正负地闪为中等偏弱电流,在时间上正地闪落后于负地闪;大气电场不仅能很好的反映带电云的产生、聚集、消亡过程,也能较好的反映出地闪发生频数、性质;结合地闪发生频数,可将大气电场的演变可分为6个阶段,各个阶段显示出不同的电场特征,其中地闪初期阶段电场的变化对雷电预警具有重要意义。     

一次强对流天气的雷达和闪电特征分析

文章利用地面常规观测资料、ECMWF ERA5再分析资料、三维闪电定位资料及雷达资料对乌兰察布市2021-07-05出现的一次强对流天气进行了详细的分析和研究。文章主要分析了高低空环流形势、地面形势场和物理量场的演变特征,以及强对流天气发生时,雷达回波特征和闪电特征,为本地强对流天气的预报提供有利的依据。     

基于集成经验模态分解和极端梯度提升的雷电预警方法

地面大气电场的观测和研究对减少雷电灾害、保障航空航天活动具有重要的意义。传统雷电预警方法忽略了大气电场信号的振荡尺度特性导致检测概率低。从大气电场信号的非线性非平稳特征出发,提出一种基于集成经验模态分解(EEMD)和极端梯度提升(XGBoost)的雷电预警方法。该方法采用EEMD分解大气电场仪观测的电场信号,计算原始数据和各固有模态函数的样本熵,按随机分量、细节分量、趋势分量进行分类重构,分别提取重构分量的统计和自编码器特征,采用XGBoost算法建立雷电预警模型,并对各分量的分类器进行融合。利用大气电场仪和闪电定位系统观测数据进行了实验研究,分析了算法的性能,相对于普通投票决策方法,检测概率最高提高了4.8%,且虚警率降低5.2%～6.4%。     

基于VLF/LF三维闪电定位仪资料的湖北省闪电特征分析

文章利用湖北省2015—2016年VLF/LF三维闪电监测定位系统的探测资料,分析了湖北省闪电的总闪、云闪和地闪的日变化、月变化和密度变化特征。根据分析结果总结了湖北省云闪和地闪主要发生的时间、次数、比例、日变化特征的一致性、空间密度分布的高密度值区和电流强度的主要分布。分析结果为业务人员预报预警提供了参考。