球载双球式电场仪及其应用

探测雷暴电场垂直分量幅度的球载双球电场仪,它由两个空心的、直径为１４．３ｃｍ,相距３．１ｃｍ的导电球构成,两球绕垂直于两球心连线的轴旋转,电场在球上的感应电荷按正弦变化,放大后由遥测发射机传输到地面．配有温度、湿度、气压传感器,既能进行高空大气温度、气压和湿度等常规气象要素的测量,又能完成雷雨云电场特殊参量的探测任务．电场探测电路及其电池组分别装在两个球内．仪器自１９９４年投入使用以来,先后参加了近２０颗卫星的升空安全保障任务,为“澳星”等卫星在雷雨期间安全升空,发挥了重要作用．仪器测量范围为１——１００ｋＶ／ｍ,性能良好．     

微火箭电场仪的原理及其应用

介绍一种新型的雷雨云电场探测仪器———微火箭电场仪 ,由直径为 55mm×760mm农用消雹小火箭改装而成 .它利用导体在电场中感应电荷原理 ,由电场传感器、测量线路、1 680MHz遥测发射机及天线组成 .仪器特点是结构简单、高密集、超小型、快速机动、低功耗、低成本 .此仪器于 1 998年年初试飞成功 .电场探测范围 1— 1 0 0kV/m .探测高度为7 5km左右 .主要用于飞行器升空安全保障 ,以及气象部门对雷电、冰雹的探测和预警     

微火箭电场仪的原理及其应用

介绍一种新型的雷雨云电场探测仪器---微火箭电场仪 ,由直径为 55mm×760mm农用消雹小火箭改装而成 .它利用导体在电场中感应电荷原理 ,由电场传感器、测量线路、1 680MHz遥测发射机及天线组成 .仪器特点是结构简单、高密集、超小型、快速机动、低功耗、低成本 .此仪器于 1 998年年初试飞成功 .电场探测范围 1- 1 0 0kV/m .探测高度为7 5km左右 .主要用于飞行器升空安全保障 ,以及气象部门对雷电、冰雹的探测和预警     

投弃式海流电场剖面仪研制

本文分析了投弃式海流电场剖面仪的发展,简介了海流感生电场的基本原理,提出了投弃式海流电场剖面仪的技术方案.根据投弃式海流电场剖面仪的实际需求,研发了XCP海流电场传感器,并通过XCP探头的自旋转(16 r/s),实现了将海流电场信号AM调制并频移至海流电场传感器的超低噪声频段,解决了在高噪声背景下快速测量纳伏级微弱海流电场信号.设计实现了XCP探头前端弱信号处理电路,对海流电场微弱信号进行滤波提取的同时可实现对海流电场同向分量进行硬件电路补偿,在一定程度上克服了XCP探头下沉引起感生电场的强干扰.在XCP探头内部采用SoPC技术实现对海流电场信号、罗盘线圈信号和温度信息的快速测量及其数字化处理,并将数字信息以UART协议及LVDS物理层数传方式发送到XCP浮筒端.开创了长度2 km、直径0.1 mm漆包线动态数据传输技术,解决了XCP探头和XCP浮筒之间的数字化数据传输问题.根据XCP探头所采集的海流电场信号与罗盘线圈信号的同相分量In、正交分量Qn、基线量Bn数据,研究了XCP探测方法,从而计算出了海流的东向与北向相对速度分量VEr、VNr.采用所研发的XCP,在我国南海海域首次采集到海面至海下千米深度的XCP海流电场信息和海洋温度信息.     

ZD9大地电场仪

本文介绍了作者研制的一种新型的专用大地电场测量仪器－ＺＤ９大地电场仪，着重介绍了该仪器的主要技术指标、工作原理、主要功能及技术特点等。该仪器可用于大地电场常规观测及运用大地电场张量法进行深电部率探测，还可以用于其它需要多路数字采集的场合，经过各种性能试验和地震现场长期使用，该仪器能够满足大地电场观测的需要。     

考虑雷暴活动的全球近地稳态大气电场的精确数学解

全球大气电模式是指大气和地表构成的闭合回路,其中考虑雷暴为主要充电电源,并将雷暴作为一个垂直电偶极子来考虑.本文从电流连续方程出发,采用球谐函数展开法,边界条件采用下边界为地表大气电势,上边界为电离层底部电势,非齐次电流源函数项采用垂直偶极子假设.通过所做的非线性函数变换,得出了考虑雷暴活动的全球电模式的近地稳态解析解,并证明其能展开为有限多项式级数之和.所得结论与过去的理论分析结果和实验观测是一致的.该文的工作是对以前相关工作仅能得到近似解的一种改进,同时本文所得公式可用于今后对大气电参量进行相关的数值计算及模拟之中.     

基于双金属球三维电场探空仪的一次雷暴云内电荷结构观测研究

本文自主研制性能稳定的双金属球三维电场探空仪,并结合气象探空仪等构建了雷暴电场-气象综合探空系统,实现了雷暴云内三维电场及温度、湿度的同步测量.2019年夏季对华北平原地区雷暴开展穿云观测,并结合地面大气电场、雷达回波、变分多普勒雷达分析系统(VDRAS)反演的动力场等资料进行综合研究,首次给出该地区雷暴云内的电场和电荷结构分布特征.对2019年8月7日发生的一次中尺度对流系统电场探空发现,在雷暴减弱阶段,其弱回波区内存在5个极性交替的电荷区：4.4~5.6 km之间的上部正电荷区(0℃附近)、3.6~4.4 km之间的中部负电荷区和1.0~3.6 km之间的下部正电荷区,此外在1 km下方有一个负极性电荷区,雷暴云顶附近5.7~6.9 km之间为一个弱负极性屏蔽电荷区.其中,中部负电荷区和下部正电荷区由多个不同强度、不同厚度的电荷层构成.此外,电场探空系统在中部负电荷区高度范围内经历的上升—下沉—再次上升的往返探空数据表明,雷暴云内动力环境复杂,电荷结构分布相似但又有所差异,反映了实际雷暴云内电荷分布的时空不均匀性和复杂性.

     

空间电场的原位测量

在地球和行星空间中探测电场有助于我们理解空间中的电场结构和等离子体波动.?通过分析电场测量数据,我们还能反演得出普通能谱仪不能直接测量的磁层中占绝大多数的冷离子.?这些冷离子的来源为地球的电离层,通过极区的双极性电场加速而逃逸.?它们从电离层中的损失是地球大气层和宜居性演化的重要因素.?本文总结空间探测中主要使用的两种...     

ZD9A型地电场仪的架设与调试分析

通过对新疆乌恰地震台附近的地形地貌，水文地质勘察以及介质的电学特性进行了科学的分析论证，认为，该台址条件有利于地电场仪的观测。ZD9A型地电场仪在该台架设与调试后，通过对该仪器的各项仪器指标、观测记录和标定结果的检测分析后，认为，该仪器的各项指标达到了规范的要求，工作正常，并且记录到了正常的地电场日变化形态。此次架台的成功为进一步开展地电场观测工作和为地震预报提供前兆资料奠定了基础。     

地电场架设中需要注意的问题以及干扰的排除

通过对全疆大地电场仪器的架设和观测资料的分析,发现了很多我们需要注意的问题及排除干扰的方法,例如在架设过程中测线的接法,挖极坑的时候需要注意的事项,以及筛选电极时需要注意的问题,等等,如果这些问题不慎重解决,就直接影响到以后观测资料的好坏。另外,在观测中遇到一些干扰问题,如磁暴、雷电、附加电场等,分析了这些干扰出现的规律性。     

稳定电流场有限元法模拟研究

以直流电场有限元方法为基础,从二维电性介质线源有限元模拟出发,深入探讨了改进复杂电性结构理论模型有限元正演资料仿真性、有效性的方法．首先,用加里津（Garlerkin）方法推导了稳定电流场的有限元方程,得到了人为截断的边界条件;研究了快速形成系数矩阵的模块化方法以及自动识别地电参数和电性分界面的网格自动剖分软件燃后讨论了不同边界情况下的数值模拟情形,指出了各自的物理含义及吸收效果,最后由模型计算对本文方法进行了检验．     

磁尾宽频带静电噪声的一种新的激发机制

本文提出了磁尾宽频带静电噪声强谱段的一种新的激发机制。在等离子体片边界层中存在着瞬时的局域性的晨昏电场。电子和离子对该电场的响应不同:在电场存在的区域内,电子作回旋漂移运动,而离子轨道在的时间尺度内可视为直线。由于等离子体片边界层中等离子体是非均匀的,这就导致了电荷分离的产生,从而可激发静电不稳定性。本文通过求解含电场的Vlasov方程,计算了由此产生的不稳定波的频率和增长率,考察了波矢方向。上述计算结果均与强谱段静电噪声的观测特征一致。     

只测天然水平电场提取地下各深度信息的一种可能方案

一、引言 对于探测深度大于几十米的地下的电波传播理论研究,从电磁感应的原理出发是最方便的.由于有了无噪声情况下地电反演的唯一性定理,从地面通过测量天然宽频带电场和磁场探测地下较细微的电性结构并不是不可能的.现行的地下电磁探测的主要问题之一是需要提高分辨力.一种可能的思路是试图将以前测不到的弱信息测出来.利用精密电子技术,先将微弱信息与强信息分离,再通过信号检测技术（例如多次叠加）将弱信息从各种干扰噪声中提取出来.在地电探测领域,关键之一是要解决弱信息与强信息分离的方法.本文就是探索分离水平电场中各层次信息的方法.假如水平磁场也同时测量,并也采用本文的方案进行处理,则可能得到改进的大地电磁法. 二、输入阻抗模值的模拟反演公式 弱信息与强信息的分离,相当于用模拟电路完成通常用数字处理完成的反演处理,因而需要简易的反演公式.只测电场的反演需要输入阻抗模值的简易反演公式,这里只给出结果,推导见文献1). 类似于地震学中的Goupilloud方法,可以建立起一种导电介质反演的理论公式,在这些公式基础上,可以推导出输入阻抗模值的反演的倒谱公式,从倒谱公式出发便得到适合于模拟反演的公式. 设地面所测输入阻抗为 ρ（ω）=E_x（ω,0）/H_y（ω,0）,（1） 第一层波阻抗为 ρ₁（ω）=(     

震前大气电场异常的区域性特征

在了近场每次较大地震发生前，均能观测到明显的大气电场负异常信息。在观测不到明显的大气电场负异常时，近场近期一般不会有较大地震发生的基础上，本文对北京及其附近地区为例，利用所观测到的在气电场异常资料及１９８５年后该地区所发生的８次Ｍｌ≥４地震资料，较深入地探讨了震前大气电场异常的空间分布特征，取得了一些规律性的认识：（１）异常多发生在距震中不太范围内，且随着震级的增大异常区的范围也增大。（２）较大地     

磁尾宽频带静电噪声的一种新的激发机制

本文提出了磁尾宽频带静电噪声强谱段的一种新的激发机制。在等离子体片边界层中存在着瞬时的局域性的晨昏电场。电子和离子对该电场的响应不同:在电场存在的区域内,电子作回旋漂移运动,而离子轨道在的时间尺度内可视为直线。由于等离子体片边界层中等离子体是非均匀的,这就导致了电荷分离的产生,从而可激发静电不稳定性。本文通过求解含电场的Vlasov方程,计算了由此产生的不稳定波的频率和增长率,考察了波矢方向。上述计算结果均与强谱段静电噪声的观测特征一致。