双极性窄脉冲电场波形特征

利用2007年夏季野外试验取得的多站电场数据,通过一个较为宽泛的标准并配以手动判别的方法,挑选出14 871例双极性窄脉冲(NBE)的电场波形,对比分析了正、负极性NBE的3个基本特点：极窄的宽度、极大的峰值及孤立性。结果表明,两者的电场波形特征具有明显的差异。正、负极性NBE的脉冲平均宽度分别为6.42μs和5.46...     

闪电电场变化波形时域特征分析及放电类型识别

对闪电电场变化波形进行时域特征分析,研究闪电放电类型识别方法,是闪电探测系统研制工作的重要组成部分.利用闪电快电场变化资料,研究分析闪电波形的时域特征,分别统计负地闪回击和双极性窄脉冲波形的上升时间、下降时间、脉冲宽度等多个特征参数,得出负地闪回击波形上升时间平均值为2.9μs、下降时间平均值为89μs、脉冲宽度平均值为15.4μs,而双极性窄脉冲波形的上升时间平均值为1.7μs、下降时间平均值为2.1μs、脉冲宽度平均值为2.4μs.通过对闪电波形参数的统计分析,给出了不同放电过程的识别判据,实现了对地闪回击、双极性窄脉冲的自动识别,并利用实测数据进行了验证.结果表明,制定的波形识别判据对负地闪回击的识别效率可达到90%,对正地闪回击与双极性窄脉冲事件也有较高的识别率.     

闪电初始放电阶段亚微秒电场变化波形特征

本文选取2008年西藏羊八井地区与2009年东北大兴安岭地区快、 慢天线闪电电场变化仪观测资料, 对云闪起始阶段和地闪预击穿阶段亚微秒电场变化波形特征进行了统计分析, 发现, 无论是云闪还是地闪, 初始阶段快电场变化波形均表现为一系列脉冲形式, 且以归一化幅值小于0.5、 脉冲宽度小于等于10 μs的窄脉冲为主; 同低海拔地区相比, 高原地区地闪预击穿阶段脉冲总数相对较高, 窄脉冲所占比例相对较低, 幅值可与首次回击峰值相比拟的双极性大脉冲的发生比例较低。在统计的基础上, 对产生双极性脉冲的物理机制进行了分析, 发现较大的电流传输速度和电流衰减长度, 是导致双极性大脉冲波形幅值远大于其它脉冲的主要原因。     

小波分析在雷击大气电场波形去噪分析中的应用

雷击时大气电场信号中混杂的噪声信号影响对真实大气电场信号的分析、提取和使用。文中通过计算仿真信号和去噪前后真实电场信号的均方误差,分析选取不同的小波函数、阈值法和小波分解层数对去噪效果产生的影响。考虑雷击时大气电场信号的信噪比,选用sym5小波和db5小波与minimaxi和rigrsure阈值法结合,且对小波的分解层数选用6~7层,进行大气电场波形的去噪处理,其去噪效果比较理想。最后,将该方法用于实际雷击大气电场波形数据的去噪处理,对雷击时电场波形的突变性检测中,在20个样本中有14个在首次雷击前1.5~2 h具有突变过程,占70%,这为将大气电场仪资料引入其他气象参数预报模型提供了切入点。     

太原市大气电场特征分析

本文主要使用大气电场监测系统资料,分析了太原市大气电场的日变化和年变化,着重分析了高污染地区大气电场值明显高于其他地区的典型特征。在其他不受污染的陆地区域,晴天电场值维持在＋120V左右,而太原市会达到＋600v以上。分析其原因主要是：太原市大气常年污染较严重,主要为气溶胶状态污染物,有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等,导致大气电导率降低,大气电场强度显著增加。日变化为双峰双谷型,主高值出现在傍晚,次高值出现在午前;主低值出现在清晨,次低值出现在午后,与太阳和人类活动保持较好的一致性。年变化为单峰单谷型,极大值出现在冬季,极小值出现在夏季。     

大气电场仪观测结果的修订

大气电场仪是测量大气电场的重要设备,其测量结果受多种因素影响.通过一系列对比试验表明:电场仪采用探头正置或倒置结构时的观测结果基本一致,倒置结构有利于避免雨水带来的影响.不同的安装环境对测量结果的影响很大,为了消除这种影响,提出了对观测数据进行地面修订的方法,得到不同天气条件下的修订系数.所得结果对于实现多站电场仪联网观测的数据一致性有重要实际意义.     

雷暴云内电场探测仪及初步实验结果

雷暴云内的电场探空是了解雷暴电荷结构的重要手段之一。为了定量了解雷暴云内的电场分布以确定雷暴的电荷结构,本文根据强电场环境中尖端放电原理,制作了尖端放电电流传感器。该电流传感器包括两根长度均为1 m的同轴电缆和一个时间常数为0.1 s、量程±16μА的精密电流放大电路;两根同轴电缆悬空垂直于地面,相对放大电路对称布置,两个尖端的长度为5~6 cm。利用该电流传感器,同时配合温度、相对湿度、GPS等传感器,组成了雷暴云内电场综合探空仪,并于2007年夏天在甘肃平凉地区进行了初步实验。利用雷暴天气条件下的大气平均电场仪与尖端放电电流传感器进行的地面同步观测记录,得出了大气电场—尖端放电电流的拟合关系,发现负电晕放电(尖端为阴极)的阈值电场和正电晕放电阈值电场存在一定差异,且负电晕放电的阈值较低。本文认为这一差异源于正、负电晕放电机制的差异。利用气球携带的电场综合探空仪进行了探空实验,得到了一次空中电场的初步探测结果,在此基础上,对探空路径上可能存在的电荷区域进行了分析。     

基于假设性检验的地面大气电场预警阀值确定方法

采用假设性检验的方法,利用电场幅值法和电场差分幅值法两种方法,分别检验了闪电发生前10 min与雷暴整个过程的电场信号是否存在显著性差异,结果显示均存在显著性差异,并进一步得到了电场幅值和电场差分两种预警方法的初步阈值。经过对多个典型雷暴天气的研究,调整了两种预警方法的初步阀值,确定金华地区大气电场幅值阀值为±4.0 kV/m(简称"新电场幅值阀值"),电场差分阈值为±1.0 kV/m。通过与现第三级电场幅值阀值(±7.0 kV/m)相比较,两种预警方法的漏报现象均有明显改善。新电场幅值阀值预警与现第三级电场幅值阀值相比,报警率从31.2%提高到84.0%;电场差分阀值预警的报警率提高到99.0%。总的来说,两种预警方法的预警时间段与闪电定位系统探测闪电(实际闪电)的发生时间段基本一致,但首次报警时间均滞后于首次探测的闪电发生时间,这也易存在一定的漏报现象。新电场幅值阀值与电场差分阀值两种预警方法相比较,新电场幅值阀值预警的报警次数明显多于实际闪电次数,易造成多次报警;而电场差分阀值预警的报警次数与实际闪电次数更为接近。     

西安市周边大气电场特征分析

利用西安周边7个大气电场探测站2010—2011年有效样本,分别计算各站的大气电场强度平均值、最大值、最小值,电场强度平均值世园站最大,长安站最小,电场强度最大负极值出现在临潼站(-81.7kV/m),电场强度最大正极值出现在秦都区(39.64kV/m)。根据影响范围将样本分为区域性(3个县区站及以上)和局地性(3站以下)雷电过程两类,7个探测站共有雷电天气过程样本24d,其中局地性19d,区域性5d。对典型区域性雷电天气过程进行分析,结果表明:电场强度平均值对雷电的发生有指示性,如果大气电场强度大于平均值,预示探测站上空有带电荷的雷暴云在发展;大气电场强度曲线中抖动跳变、第一个正负极值、最大负极值和最大正极值4个特征量对雷电天气的出现有明显预警指示,一级预警(电场值为2kV/m)提前量为4~86min,平均提前量约22min,抖动跳变预警平均提前量约18min。     

场磨式大气电场仪及其标校系统

大气电场仪作为雷电监测系统中的重要组成部分,其探测的精度准度对雷电的定位和预测起着至关重要的作用.由于大气电场仪是一种野外探测器,因此其精确度会随着时间的推移而降低.介绍了场磨式大气电场仪的结构原理,大气电场仪标校系统及其在实际工作中的应用.     

闪电先导静电场波形理论分析

通过对地闪电先导过程静电场变化波形的理论分析指出，先导所致静电场时间变化率dE/dt是一个比静电场变化ΔE更能反映先导传播特性的物理量。利用dE/dt时变曲线可以较精确地确定先导开始位置、接地附近先导传播速度以及接地瞬时的先导电流，同时利用dE/dt极值点的特征可以揭示通道传播过程中倾斜、弯曲特征。     

DNDY地面电场仪预警系统和开展的业务

1 电场仪对雷电进行预警原理介绍 地面电场仪是直接安装在地面上进行电场测量的.云底部相反的电荷会被地面电场仪感应到,而在地面电场仪灵敏度范围内.地面电场仪上的感应电荷强度与云底部附近的电荷成正比,因此地面电场仪可以帮助我们实时探测其周围地区的大气电场信号.     

欧亚大陆晴天大气电场变化特征统计分析

对欧亚大陆中纬度陆地9个晴天大气电场观测站点的观测数据进行了分析。结果表明:欧亚大陆中纬度陆地9个站点晴天大气电场强度的日变化主要成单峰单谷和双峰双谷两种波形。各站点的晴天大气电场强度季节变化也较为明显:冬季晴天大气电场强度值较大,夏季晴天大气电场强度值较小。晴天大气电场强度值的日变化总体上与大气电导率呈负相关,与爱根核浓度、绝对湿度呈正相关,并且温度梯度也对其有一定的影响。     

川西高原典型雷电天气电场特征初步分析

利用四川省雷电监测网和川西高原甘孜、马尔康两个大气电场观测站资料,通过统计分析川西高原甘孜、马尔康两站多次典型雷电天气过程大气电场特征,得到大气电场正负变化过程会大多相互部分抵消,雷电对电场平均值影响不大,雷电天气过程电场值波动围绕分析周期内平均值上下起伏呈窄幅波动。同时,高原雷电出现条件电学特征上具有两个特征:一是高原每次雷电过程持续时间较平原短,但出现雷电过程频率高于平原地区;二是高原产生击穿放电电流幅值较平原低而击穿电场强度较平原为大。      

高原地区雷暴过程地面电场变化特征分析

高原地区是我国雷暴天气多发区之一。通过对大气电场仪所测得雷电过程地面电场变化特征的分析有助于了解这一地区的雷暴特征,对认识该地区雷暴过程特征有一定的参考价值。对雷暴过程初期的地面电场波形变化的曲线拟合,总结出了共同的特征,为地面电场资料在雷电预警预报中的应用提供了参考价值。对雷暴过程地面电场资料的特征分析以及预报方面的研究都是很有现实意义的。     

大气电场仪在雷电监测预警中的应用

1引言电场探测一般采用导体在电场中产生感应电荷的原理。从探测的对象上可分为地面大气电场探测、空中电场探测及空间电场探测。现阶段主要是对地面大气电场进行探测,从而监测被探测地区上空雷雨云的整个过程（起电过程、电荷积累程度和消散过程）。     

地面电场仪测量数据的误差来源及分析处理

地面电场仪测量数据准确性和一致性会直接影响到其在研究区域大气电学和进行雷电预警工作的应用准确度。通过模拟理论计算和实际观测数据进行的统计对比分析,指出了电场仪自身高度和周围环境均会产生测量误差,不同高度上的电场测量值与地表处均呈现出一定的正相关性。在晴天和雷暴两种天气情况下,由于产生地面电场的电荷源不同,提出了分别利用统计和线性拟合对这两类测量数据进行修正的方法。     

大型称重式蒸渗计的研制

介绍了安装在兰州干旱气象研究所定西综合试验站的大型称重式蒸渗计，它的有效蒸散面积4.0m2,原状土柱深约2.6m,测试精度0.1mm,是我国气象部门研制的第一台大型称重式蒸渗计。     

大气电场仪在雷电预警中的应用

为了提高雷电预警和雷电防护技术服务,有效地探测雷电的发生、发展,利用大气电场仪,实时获取雷电的发生、发展观测数据,结合雷达、闪电定位、卫星等其他观测资料,追踪出雷电的移动轨迹和电场强度变化,按指数趋势对未来趋势进行系统分析,形成特定区域的雷电短时预警,避免和减轻雷电可能造成的灾害和损失。