【word】 闪电定位仪实现玉溪雷电监测定位

【word】 闪电定位仪实现玉溪雷电监测定位 闪电定位仪实现玉溪雷电监测定位 第27卷增刊?广西气象Vo1.27增刊? 2006年12月JOURNALOFGUANGXIMETEOROLOGYDec.2006 文章编号:1001—5191(2006)增刊?-0039—02 闪电定位仪实现玉溪雷电监测定位 李文祥,杨文勇.,徐八林.,高安生,刘春文 (1.玉溪市气象局;2.云南省气象局I3.德宏州气象局) 摘要:对玉溪建设完成的闪电定位系统的原理,组成及在应用情况做 简单介绍. 关键词:气象;闪电监测;应用 1玉溪雷电定位系统建设 玉溪市雷电监测网使用的是中国科学院空间科 学与应用研究中心研制的高精度雷击监测定位仪. 雷电监测网Z004年8月份开始建设,安装了5个探 测子站和1个中心站.8月26日中心站软,硬件安 装调试基本完成,5个探测站的探测信息均能实时 传送至中心站,雷电监测定位网初步建成,并投入 业务试运行.至此,覆盖全市的雷电监测定位网全 部建成,系统结构如图1. 围1雷电监测定位网结构图 2雷电监测定位仪基本原理 2.1定位原理 原理:闪电发生时,回击过程向周围辐射很强 的电磁波,这种闪电电磁脉冲以地波和天波形式可 以传输到上千公里的位置.闪电探测站实时探测闪 电辐射的电磁脉冲到达的方位角,波形峰点到达的 精确时间,放电极性及强度等波形特征参数各探 测站用GPS进行精确时间同步,同步精度为10_.S. 算法:当有二个探测站接收到数据时,采用一 条时差双曲线和两个测向量的混合算法计算位置; 当有三个探测站接收到数据时,在非双解区域,采 用时差算法,在双解区域,先采用时差算法得出双 解,后利用测向数据剔除双解中的假解;当有四个 及四个以上探测站接收到数据时,采用时差最小二 乘算法定位计算. 定位结果的应用与显示:定位结果实时存人数 据库,在网络上共享,还可以在电子地图上显示,以 及和雷达图,云图等叠加显示. 探测的雷电参量为;测量云地闪电每次回击过 程的时间,位置,峰值强度,归一化100km处波形 特征参量(阈值时间,陡点时间,峰点时间,波形 半周过零点),陡点值,通过Maxwell方程组还可导 出放电电荷量,峰值辐射功率,通过归回击的, 可以得出闪电的回击次数. 具体参数与主要技术指标如1. 2.2闪电定位在气象中的技术要求和指标 ?能分辨出云地闪击和云间闪击;对云,对地 闪击应能分辨出首次以及随后各次的闪击. ?对于大的闪击,如峰值电流在16KA以上的 闪击探测效率为9O. ?闪击落地的定位精确度应到达500m. 表1高精度霄击监测定位系统探测参量与指标 40李文祥,杨文勇,徐八林,等:闪电定位仪实现玉溪雷电监测定位增 刊? 3应用 3.1雷电监测资料在人工影响天气中的应用 研究表明,降水云体发展到能被雷达探测到的 尺寸和高度,需要一个过程,而雷电的出现,比这 个过程要早.根据雷电的这种预示作用,我市2005 年建设的雷电监测系统在人工降雨中发挥了其他探 测设备不可替代的作用.根据短时预报的应用发现, 雷电信息出现时间要比雷达回波早0.5,2h,这为 人工降雨防雹赢得了宝贵的时间,可积极抓住有利 天气条件开展人工增雨防雹作业. 3.2雷电灾害鉴定 受灾点雷电监测定位网没有监测到雷电现象, 同时雷达回波图上又没有较强的回波,就可以断定 受灾点不是雷击造成的灾害.有雷闪或云团较强的 回波,如何鉴定是否雷击造成的灾害呢?雷击事故 会产生热效应,机械效应,电磁感应,雷电波侵入, 剩磁等现象.因此,判断雷击灾害首先要确定是否 有热效应,机械效应,电磁感应,雷电波侵入,剩 磁等现象或其中的一种现象,再判断以上现象是否 由雷击引起的,是由雷击引起的则是雷击灾害,否 则不是雷击灾害. 3.3雷击损害风险评估技术方法 3.3.1评估技术方法 损害风险评估通用衰选式:建筑物损害 妻警望堂篙概翠蠢甚霄击平均敬l/.平 建筑物戚其内/.. 敦 \ l雾嚣哥嚣暑撇\\Jr/害 Rd=(卜ept)6 Ra=10年伤亡数 Ra=10年服务损失 Ra=10年遗产损失 要满足Rd?Ra,建筑物的损害次数F应被限制 小于Fa值 F=NP~Fa式中Fa=Ra/~ 3.3.2评估结论 当建筑物可能遭受的雷电闪击损害次数F>建 筑物允许遭受的雷电闪击次数Fa时,需根据情况采 取防雷措施,直至提供的防雷措施满足F?Fa. 根据不同的评估情况,可分别采取以下防护措 施. (1)限制接触电压及跨步电压以减少损害概率 P的措施防止火势 (2)蔓延以减小损害概率P的措施 (3)减少LEMP效应以减小损害概率P.和P 的措施 (4)在入户设施上安装SPD以减小损害概率 P3 (5)安装LPS以减小损害概率P,P.,P,P, P4. 4结论 通过该系统的建设与应用,得出如下初步结论. 云间闪比云地闪有时空上的超前性,云地闪比 雷达回波有时空上的超前性,这可作为灾害性天气 临近预报一项指标. 雷电信息出现时间要比雷达回波早0.5,2h, 这为人工降雨防雹赢得了的时问,可积极抓住有利 天气条件开展人工增雨防雹作业. 闪电定位仪应同时具有组网功能,数据格式应 统一,便于今后全省组网和以后全国组网.为满足 气象系统对闪电定位资料的需求,应联合各方面共 同研究,制定切实可行的功能需求和技术. 气象资料的积累要求稳定,连续,可靠和精确, 这就需要闪电定位系统硬件稳定可靠,无故障工作 时间长,抗干扰和雷击能力强.