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。     

基于DNDY大气电场仪的雷电监测系统的建设

为了提高雷电预警和雷电防护技术,有效探测雷电的发生,2012年四川省气象局在21个地市州建立了24部大气电场仪,形成了对特定区域的雷电短时预警,以避免和减轻雷电可能造成的灾害和损失.文章对DNDY大气电场仪的主要结构、功能、业务范围及布网情况进行了详细介绍.     

布达拉宫地区雷暴监测系统功能与设计

文章开发了面向服务架构的大气电场和闪电监测数据处理平台,搭建布达拉宫地区雷电监测系统,实时监测雷电活动和大气电场情况,实现雷暴预警。系统具有历史数据查询统计和产品制作功能,为布达拉宫地区的雷暴监测提供了有力、可靠的服务。通过部署试用,系统运行稳定,可显著提高雷暴监测能力,具有广阔的推广空间和应用前景。     

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%。     

建阳市大气电场特征及其在雷电预警中的应用

通过监测地面附近一定范围内的大气电场,间接实现对云层中带电状况实时监测,对大气电场特征进行了分析归纳,并应用电场资料进行雷电临近预报的尝试,实际表明：扰动天气下的大气电场,如雷暴、强降水出现时,大气电场特点为电场方向和数值上均有明显的不规则变化。雷暴临出现前会出现一个较强的、持续时间在数分钟到几十分钟的负电场区,利用这个特性可进行雷暴的临近预报。     

雷电预警系统的应用

为减少雷电对生产企业带来的直接或间接经济损失,雷电预警系统逐渐得到广泛应用。本文重点介绍了雷电预警系统的监测原理,雷电预警系统的分级,雷电预警系统的响应机制。雷电预警系统通过电场传感探头,对大气中的环境电场进行连续监控,同时将采集的大气电场数据实时传送到相关控制系统中。通过对雷电预警系统的详细功能描述,供广大同行参考,希望对各工程设计人员和企业的管理人员提供帮助和借鉴。     

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。     

地面大气电场分析及雷电预警应用

利用临沧气象站2016年3~8月地面大气电场观测资料,通过逐日地面大气电场绝对平均值和差分地面电场强度分析了该地区地面大气电场特征。经过时序差分后的电场变化曲线很容易看出雷暴过程,无论是峰值还是脉冲变化,而且极性分布也明显。结合多级阈值预警,利用时序差分电场进行预警可以降低空报率。     

基于大气电场资料的预警体系及其阈值控制分析

文章详细介绍了Pre-storm 2.0场磨式大气电场仪的系统组成与功能、信号输出与级别等预警程序，同时结合辖区内雷暴过程的发生、发展、监测预警体系及大气电场幅值阈值控制，运用统计学原理、幅值差分方法对典型雷暴过程进行案例剖析，所得结果以期提高预警准确率，为辖区防灾减灾提供必要的支持。     

宁夏雷电监测预警综合业务平台及其应用

文章阐述了雷电监测预警的作用和意义,对比分析了闪电定位仪资料、大地电场仪资料、雷达回波资料和卫星云图资料的优势和缺点,详细介绍了宁夏雷电监测预警综合业务平台的结构和功能,并利用平台分析了一次强雷暴过程,使用平台制作了预警信息。结果表明该平台能够有效的监测和预警宁夏雷暴天气。     

克拉玛依大气电场特征在雷暴预警中的应用

文章利用克拉玛依地区的大气电场仪组网资料、闪电定位系统资料和常规观测数据等,对克拉玛依地区2013年晴天大气电场和雷暴天气中的地面大气电场特征进行了分析,结果表明:44个晴天大气电场样本的平均场强日变化存在"双峰双谷"的特征,峰值出现在09:00和18:00左右,谷值出现在14:00和00:00左右,平均场强值的几何平均值在0.18~0.30kV/m之间。设置了三级本地化的雷暴电场警报阈值,电场仪自动监测预警的雷暴事件与闪电定位仪监测资料较为一致,地面大气电场的演变可以较好的反映出地闪的活动信息。     

呼和浩特地区大气电场预警系统预警效果评估

根据雷暴云过程中大气电场特征,基于TS评分标准量化大气电场预警系统预警准确率、空报率和误报率的评价体系.对内蒙古呼和浩特地区2018-2019年大气电场预警系统运行数据进行处理,并利用TS评分对大气电场预警效果进行评估.结果表明,呼和浩特地区的大气电场预警系统预警效果TS评分在0.17～0.39之间,在呼和浩特不同站点...     

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。     

鹰潭市雷电天气雷达回波特征分析

文章通过对鹰潭市2016～2018年雷电、雷达回波等资料采用统计分析、形态对比等方法进行研究,分析了雷达带状回波、短带回波和团块状回波的具体特征,总结出了鹰潭市雷电主要分布的月份、强度及逐年增加的特点。该研究为在业务中应用的强雷电监测预警技术和开展精细化、自动化和规范化的雷电监测预警气象服务创造了条件。     

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。     

一种本地雷暴仪的设计与实现

文章根据雷暴发生过程中影响大气电场和闪电辐射低频电磁波原理,研制了一套本地雷暴自动化观测系统。该系统按照人工观测雷暴的规则记录雷暴发生的时间与方向和结束的时间与方向。文章结合大气电场仪和闪电定位系统的特点,解决了人工观测雷暴方式中的“人工”问题。在提供雷暴数据的同时,也获得了大气电场变化、闪电低频脉冲信息等产品,这些产品可进行雷暴预警和组网观测雷暴等。     

雷电监测系统探测性能动态试验方法研究

雷电监测系统可以实时监测雷电区域并给出雷电定位信息。文章介绍了雷电监测系统技术的发展状况,主要对系统雷电定位技术进行了阐述和分析,并对雷电监测系统的探测性能动态试验方法进行了探讨研究。     

数字式电场测量系统的设计

场磨式电场测量系统广泛应用在雷电预警、环境质量监控等领域,但存在测量精度低、电路结构复杂、维护不方便等缺点。针对这些问题,采用FPGA设计了基于差分式结构的数字式电场测量系统,通过对电场仪探头结构、信号处理电路等方面的改进,消除了测量过程中产生的共模干扰同时简化了电路结构,制作了实验原理样机并进行了实验室标定和外场测试。测试结果表明,该系统比传统场磨式电场测量系统具有更高的测量精度,能完全满足电场测量的需要。     

大气电场仪标定系统的设计与仿真

文章介绍了大气电场仪的标定原理及意义,采用 ANSYS软件对大气电场仪标定系统进行仿真分析,依次分析了板间距离、探头位置和电场边缘效应对静电场环境的影响,为标定系统的设计提供了可靠的依据.     

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.