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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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...     

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。     

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%。     

基于地基云雷达资料的云宏观特征分析

利用美国能源部大气辐射测量计划移动观测设备—地基云雷达在我国寿县地区2008-10-15~2008-12-15的观测资料,对云的出现频率和宏观特征进行了统计分析。统计结果表明:寿县地区秋末冬初云出现频率最大值的时间和区域主要在06:00~09:00(UTC)(即北京时间14:00~17:00)的近地面附近,其次是在04:00(UTC)和23:00(UTC)的8km高度附近,并且云出现频率最大值时所对应的平均反射率因子最小。云层的出现频率以单层云居多,占全部云层的62.9%,双层云占29.8%,还有少量的多层云。云类型的出现频率以卷云、高层云和层积云居多,分别占30.9%、26.5%和22.2%。     

“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。     

基于改进的TITAN算法对雷暴路径的追踪研究

将传统TITAN算法利用雷达体扫资料对雷暴识别的方法,类比到闪电定位资料中,发现传统的算法不能较好地对所有雷暴活动进行识别。因此,对传统TITAN算法进行了修订,并结合山西地区闪电定位资料对雷暴活动进行识别与路径追踪研究。研究表明:修订后的算法能够弥补传统方法对雷暴识别漏报的缺陷,并基于改进的算法,对雷暴活动实现了很好的路径追踪。     

乳源县飑观测记录特征及测报措施

通过分析乳源县近30a的飑现象记录,结果表明:乳源县飑现象年平均值为1.3d,90年代以来有明显减少的趋势;主要出现在3—9月,最多在7月,达11d;夏季占全年的57.5%,冬季无飑,表现出春夏季出现多,秋冬季少的分布特征;飑出现在白天08:00—20:00占总频数的87.5%;而在15:00—19:00时段出现飑现象达62.5%;其中15:00、17:00、18:00时出现飑的频率最高均达15%,且多伴随雷暴、闪电、阵雨或冰雹等对流天气。本文结合业务实际提出了如何避免飑现象的错报、缺测策略,以提高飑现象的测报水平。     

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。     

一种地面电场仪的自检电路

设计了一种地面电场仪的自检电路,对电场仪测量的电场值精度进行自动监测,保证其探测稳定性。电路由顺序连接的电场仪控制器、D/A转换器、模拟开关、放大器和标定电极板等组成,将标定电极板生成的电场值与电场仪实测电场值进行比较,检测二者误差是否在精度范围内,从而实现自检功能。     

一次雷雨大风天气的多普勒雷达资料分析

利用常规实时观测资料和雷达产品资料,分析了2010-08-04安阳地区出现的一次雷雨大风天气,结果表明:多普勒雷达基本反射率因子图上多条回波带的合并,形成"人"字型回波带使对流增强,短时强降水和地面较大的风出现在"人"字型回波顶端及其移动路径上;多普勒雷达径向速度图上出现"逆风区"和大的径向速度辐合,是产生雷雨大风的直观表现,且强降雨和大风出现在"逆风区"和大的径向速度辐合区内及其移动路径上;短时强降水、强雷暴和局地大风出现的时间段和落区与雷达回波移动路径上中气旋出现的时间段和位置有很好的对应关系;此次过程出现了较高的雷达回波顶、强回波和大的垂直累积液态水含量,但0℃层高度过高,实况天气以强雷暴、短时强降水和局地短时大风为主,未出现冰雹天气。     

丽水不同天气过程大气电场特征分析

文章利用大气电场资料通过差分及小波分析方法对2017—2018年丽水的降雨、降雪、雷暴过程进行了对比,发现雷暴差分幅值是所有天气过程中最大的,雷暴发生时段的差分值比降雨差分值大1个数量级,比降雪差分值大1倍以上。通过小波变换分析,降雨、降雪逐级增大1个数量级;降雨、降雪变换后,幅值比原始信号降低,小波信号波动都变得平滑,不再发生正负极的快速跳变;雷暴小波波形顺滑起伏,无突然跳变;小波变换信号在雷暴发生时段表现出活跃的上下起伏特征,幅度明显大于降雨和降雪。     

大兴安岭雷暴日数的时空分布特征

利用大兴安岭地区1980--2008年的雷暴观测资料,对大兴安岭地区雷暴天气的时空分布特征及初、终雷目的变化特征等进行了分析,结果表明：大兴安岭地区年雷暴日数的分布与测站地理位置及纬度有关,近年来年平均雷暴日数以加格达奇为最多,呼玛为最少;年平均雷暴日数的多少与雷暴期的长短无关。大兴安岭地区的雷暴表现出明显的季节性特征,即雷暴多生在夏季,春秋季次之,冬季没有雷暴产生,7月份为雷暴出现的高峰月。雷暴的初、终日出现日期与候平均气温有关。