不同脉冲电流冲击下多级石墨间隙匹配特性研究

针对石墨间隙不同间距的配合使用问题,根据其工作原理并结合汤逊气体放电理论,采用1.2/50 μs开路电压波和8/20μs短路电流波对不同级数的石墨间隙进行试验,结果表明:电压保护水平随着间隙距离的增加而增加,当间隙距离超过2 mm时,电压保护水平远大于IEC规定的2.5 kV.石墨间隙的残压、通流和动作响应时间都随着石...     

一次人工引发闪电初始电流及其电磁场变化特征

研制了近距离闪电磁场变化测量系统,并在2005年夏季山东滨州的人工引发闪电试验中,获得了闪电电流和距闪电通道60 m处的1μs时间分辨率的电磁场变化同步观测资料。本文详细分析了一次人工引发闪电放电初始阶段的电流及近距离电磁场。本次引发闪电中火箭拖带的导线底端通过一段5 m左右的尼龙线与引流杆相接,这段空气间隙击穿放电所产生的电流为720A,对应的60 m处电场和磁感应强度变化分别为0.38 kV/m和11.26μT。对同步资料的进一步分析表明,人工引发闪电上行正先导电流脉冲时间间隔为18.0~25.0μs,平均峰值电流为23.0A,变化范围为16.9~41.0A;单个先导过程转移电荷量的平均值为84.3μC,变化范围为57.8~141.0μC。60 m处先导电场峰值和磁感应强度峰值的平均值分别为16.7 V/m和0.3μT,变化范围分别为8.7~28.2V/m和0.116~0.544μT。先导电流峰值Ip(A)与其产生的磁感应强度峰值B(μT)之间满足Ip=61.9B 2.56。     

火花间隙型浪涌保护器放电特性研究

火花间隙浪涌保护器具有放电能力强、通流容量大、漏电流小等优点,所以在电力系统的防雷保护中得到了广泛应用。文中从气体放电电压与间隙之间的距离、电极形状、电压波形、气压、气温、气体本身的性质以及照射方面讨论和分析了火花间隙浪涌保护器的放电特性。通过相关实验得出了以下结论:1)低压电源浪涌保护器的放电间隙应该大大缩小,用于高压线路的放电间隙比使用U=1560+500L计算的结果高出太多,也应考虑缩小。2)浪涌保护器间隙以均匀电场为好,此时的伏—秒特性曲线平缓,放电分散性小,保护特性好。3)SF6/N2混合气体具有抗电能力高、对电场均匀程度的敏感性低、液化温度低、化学性质稳定、毒性小、成本低等特点,在实际设计浪涌保护器时可以考虑用该混合气体当火花间隙的绝缘材料。     

一次“晴天霹雳”致死事件分析

对2017年广州从化地区一次"晴朗"天气下的闪电致死事件进行调查分析发现,这次事件是闪电首先击中一棵大树,然后击中附近人员头顶致死。根据目击者描述的时间和位置,利用闪电低频电场变化探测阵列的定位数据和广东电力等系统的雷电定位数据,结合广州番禺雷达观测资料,确定此事件是由一次含有7次回击的地闪过程的首次回击造成,其电流峰值强度为-30.9 kA。闪电起始于13.0 km高度的云内,经约600 ms云内发展过程后闪电通道从云体延伸出来,云砧区边缘（0 dBz）到回击点水平距离约300 m,降水区边缘（18 dBz）到回击点水平距离约1.8 km。使用雷击现场等效电路模型,计算旁络闪击空气击穿场强可击穿空气与人头部连接为通路,根据电路分流原理,如果雷电流击中13 m高的大树后流经到"跳点"（树干上方1/4）处后,则有13.2 kA雷电流直接闪击到受害者身上,同时还承受了78.3 kV跨步电压伤害,而距离雷击点10 m远的目击者仅承受1.3 kV跨步电压。      

1981~2018年青海夏季极端降水时空演变及成因分析

采用青海省41个国家地面气象站6~8月逐日降水资料和ERA-Interim0.5°×0.5°逐月再分析资料,分析了1981~2018年青海夏季极端降水的时空变化特征及天气学成因。结果表明:8月和夏季极端降水频次均呈显著增加趋势,75%以上站次的最大日降水量、极端降水阈值和极端降水频次均呈增加趋势;极端降水频次与海拔高度之间、最大日降水量与500hPa比湿、500hPa位势高度、近地面温度之间均存在显著的正相关;以极端降水高发年8月的大气环流场为例,200hPa高空急流扩展到70°~100°E,100hPa高度正距平超过3.2hPa,高层冷高压发展异常偏强,500hPa青藏高原温度和高度距平异常偏高,上游区域扰动能量辐合强度达?1×10?6m/s2,高发年水汽异常增强,比湿最大正距平超过0.4g/kg,上升运动异常扰动和正涡度异常扰动强度均明显偏强,其特征有利于极端降水的产生。      

2011年9月大气环流和天气分析

2011年9月大气环流主要特征如下：极涡呈单极型,中心略偏向西半球,中高纬度环流呈5波形分布,槽区分别位于北太平洋东北部、北美洲东部、北大西洋北部、欧洲东部、亚洲东北部。北太平洋东北部上空500 hPa高度场上有160 gpm的负距平。西北太平洋副热带高压面积较常年同期偏小,强度偏弱,西脊点位置偏东,脊线偏北。2011年9月全国平均气温16.4℃,比常年同期（16.0℃）偏高0.4℃;全国降水量为65.0 mm,接近常年同期（65.3 mm）。月内出现了3次较明显的冷空气过程和7次降水过程,有7个台风生成,其中＂纳沙＂登陆我国,造成重大灾害。     

2010年9月大气环流和天气分析

2010年9月大气环流主要特征如下:北半球极区呈单极涡型,中高纬地区环流呈4波型分布,冰岛东部上空500hPa高度场有120 gpm正距平;西北太平洋副热带高压强度偏强,西脊点位于24°N、100°E附近,比常年偏西偏北。2010年9月全国平均气温17.1℃,比常年偏高1.1℃;全国降水量为85.1 mm,比常年同期偏多19.7 mm。月内出现了3次较明显的冷空气过程和7次降水过程,有4个台风生成,分别名为"玛瑙"、"莫兰蒂"、"凡亚比"和"马勒卡",其中"莫兰蒂"和"凡亚比"登陆我国,造成重大灾害。     

北疆冬季气温季节内变化及其环流特征

基于新疆北部区域(简称北疆)37个代表气象站1961—2019年逐月平均气温资料和NCEP/NCAR再分析环流资料,通过经验正交函数(EOF)分解和相关分析方法,研究北疆近58 a冬季气温季节内变化的时空演变特征及其对应的大气环流特征。结果表明:(1)北疆前冬和后冬气温EOF分解的前两个模态在空间上均表现为全区一致变化型和偏西偏北地区与中东部反相变化型。前冬和后冬气温全区一致型的时间系数与同期500 hPa位势高度场呈显著负相关关系区域位于乌拉尔山附近,气温反相变化型的时间系数与同期500 hPa位势高度场呈显著正相关关系区域位于波罗的海附近。(2)北疆冬季气温季节内主要有前后距平一致和前后距平相反两种特征。在北疆冬季气温前后距平相反年份",前冷后暖"时的500 hPa乌拉尔山高压脊减弱消失,欧洲槽东移加深,东亚大槽强度减弱";前暖后冷"时,500 hPa欧洲槽减弱西退,乌拉尔山地区高度场抬升,东亚大槽加深。(3)前冬偏冷时,后冬偏暖的主要原因来自于500 hPa极涡增强,欧洲槽加深;前冬偏暖时,后冬偏冷的大部分原因是受500 hPa欧亚大陆大片的负变高区影响。     

IMERG和TMPA降水产品在夏季中国中东部的检验

基于500个国家站雨量计的观测,从时空分布、不同地形条件、不同等级的降水强度及日变化角度,对比评估了2014—2016年夏季多星集成降水产品TMPA和IMERG在中国中东部的适用性。研究结果表明,与雨量计相比.TMPA和IMERG降水产品能较好地反映夏季中国中东部逐日降水量的变化规律,IMERG的平均误差更小。IMERG降水产品的日平均降水量与雨量计的相关性更高,相关系数超过0.9,而TMPA仅为0.8。在中国中东部的平原和山区,IMERG降水产品对弱降水(4 mm·d~(-1))强度和弱降水频次的表征能力,较TMPA降水产品有明显的改善;但IMERG降水产品对山区的强降水频次的探测较TMPA降水产品改进有限。从日变化来看,TMPA降水产品明显低估早晨的降水强度和降水频次,且高估了午后的降水强度和降水频次。IMERG降水产品作为高时空分辨率的准全球降水资料,在中国中东部有较高的精度,未来可应用于气象和水文模式中。     

青藏高原1951—2006年气温距平序列的建立与分析

依照气候距平法,基于"中国均一化历史气温数据集(1951—2004年)1.0版"与2005—2006年逐日平均气温资料,对青藏高原及其邻近区域123个测站的逐月平均气温网格化,进而以面积加权法建立高原1951—2006年逐月平均气温距平序列。最大限度地利用观测资料,着重探讨了利用参考站订正短序列气温资料气候标准值的方法。所建序列的奇异谱分析表明,青藏高原平均气温年际变化的近1/2可解释为非线性上升趋势,近1/5的变化可解释为白噪声。与同期北半球陆地区域相比,二者的年平均气温距平序列的趋势非常相近,高原并未显示变暖的超前性;高原序列中的噪声比率和强度却要大得多,对高原序列线性倾向率的估计有较大的影响。