雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)的分析

1、雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)的分析雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)的分析李杏柳志江吳芳華.葉明(廣東省湛江市氣象局)摘要:雷電監(jiān)測定位和大氣電場測量技術是目前最主要的雷電監(jiān)測手段,在雷電預警以及雷電防護等工作中起著重要的作用,本文對目前雷電監(jiān)測預警系統(tǒng),意義及發(fā)展方向進行介紹.關鍵詞:雷電監(jiān)測預警系統(tǒng);展望基于雷電監(jiān)測定位和大氣電場測量技術的雷電監(jiān)測預警系統(tǒng),它以網絡技術和電場數(shù)字化技術為基礎,實現(xiàn)了實時監(jiān)測雷電數(shù)據(jù),對雷電進行預警的功能.其中,地面電場處理子系統(tǒng)是雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)的重要組成部分.1建立雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)的意義雷電探測技術是雷電科學的重要研究領域.雷電探測的主要內容有測量大氣電場,測量閃電發(fā)生的時間和位置,

2、測量閃電電流,測量回擊峰值電流,測量地面電流.雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)的兩大主要功能是實現(xiàn)雷電的監(jiān)測定位和雷電的預警.雷電監(jiān)測定位包括測定雷擊點的位置和發(fā)生時間,實時探測閃電參數(shù)及實時監(jiān)測閃電活動.從雷電探測的內容看,它可以探測閃電每次回擊過程的時間,位置,極性,峰值強度,波形特征參量(陡點時間,峰點時間,波形半周過零點時間等),陡點值,通過Mawxel1方程組還可導出放電電荷量,閃電輻射功率等參數(shù).雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)在雷電的研究,探測和防護中處于重要的位置.首先,雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)能提供長期的,大范圍的,準確的閃電位置,閃電強度等參量,這些閃電參量可用于進一步研究閃電的放電過程和閃電活動的氣候規(guī)律,從而

3、增加了人們對雷電的認識,促進了雷電科學的發(fā)展.次,雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)通過實時監(jiān)測閃電的發(fā)生發(fā)展情況,判斷出雷暴的移動方向及速度并發(fā)出預潮鐲豫麓蘸饕瑰糍慌赫潮啦襁霸帶酶姆圖1-1露電嫗測預警系統(tǒng)締構圈警.可以應用于常規(guī)氣象業(yè)務預報,或對一些需要重點防雷的區(qū)域進行監(jiān)測預警,如為森林,航空航天,電力系統(tǒng),建筑施工,風景區(qū)和娛樂場以及礦區(qū)提供雷暴的監(jiān)測和預警,減小雷電所帶來的損失.最后,閃電監(jiān)測定位資料的積累和閃電活動規(guī)律的研究,可為合理設計雷電防護工程提供參考.如在對電力,電信,鐵路和建筑等設施進行選址和規(guī)劃時,應該盡量避開閃電活動頻繁的地區(qū),或者增強設施的雷電防護等級.2雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)的基本結構目

4、前,雷電監(jiān)測預警系統(tǒng)由八部分組成:ADTD高精度雷電探測儀網,地面電場儀探測網,雷電定位處理中心站,地面定位處理中心站,數(shù)據(jù)庫服務器,wEBGIs服務器,圖形顯視工作站及通訊,網絡系統(tǒng).如圖卜l.其中,雷電探測儀,網絡接入設備,雷電定位中心處理站和數(shù)據(jù)庫服務器組成了雷電監(jiān)測定位子系統(tǒng):地面電場儀,網絡接入設備,地面電場處理中心站和數(shù)據(jù)庫服務器組瓣臻麟攀芏l椽蛞成了地面電場處理子系統(tǒng),電場處理軟件是它的重要組成部分.3展望雷電活動強弱程度的雷暴活動參量包括雷暴季節(jié),雷暴持續(xù)期,雷暴月,雷暴日,雷暴時和閃電密度等參量,其中,閃電密度是最為可靠的雷電活動參量,最為精確的反映了閃電活動的強弱程度和規(guī)律

5、.雷電探測設備出現(xiàn)之前,雷電觀測資料都是由氣象臺站人工記錄獲得的.為了得到雷電的活動規(guī)律,采用的方法是綜合各個氣象臺站記錄的雷電資料,統(tǒng)計分析雷電活動參量的分布情況.但這種資料無法用于統(tǒng)計閃電密度,所以長期以來雷暴日,雷暴時都是最常用的雷電活動參量.雷暴活動參量地理分布的代表性.不僅取決于氣象臺站雷暴活動參量的氣候代表性,還取決于各氣象臺站雷暴活動參量的地理代表性.受氣象臺站點分布的限制,而且多數(shù)氣象臺站不能實現(xiàn)24小時不間斷觀測,所以這些資料遺漏了大量雷電資料,這種雷電活動參量的地理分布圖只能表示雷暴活動地理分布的大致情況,不一定符合每個地點的雷電活動參量.使用雷電探測定位系統(tǒng)的雷電探測數(shù)據(jù)分析雷暴活動參量的分布可以彌補傳統(tǒng)氣象臺站不夠密集的弱點,在有些地理條件等變化較大的地區(qū),特別是局地雷暴活動較為頻繁的個別地區(qū),都可以獲得準確的雷暴活動結果.運用高精度雷電探測儀之后,出現(xiàn)了利用雷電探測儀對雷暴日,雷暴時等進行的新定義,雷電探測儀的探測數(shù)據(jù)量化了各個閃電參數(shù),如閃電位置,閃電強度等,分析出的閃電活動的氣候特征更加準確可靠.目前,防雷工程中都以雷暴日為參考設計防