成都地区不同天气条件下大气电场特征研究

对某一地区大气电场的研究有助于了解该地区大气电场特征,对分析该地区各种天气过程的特征提供很大帮助。本文利用成都地区2009~2015年大气电场资料,分析结果表明:成都地区晴天大气电场日变化基本上呈现出双峰双谷型,峰值出现在06:00和14:00,谷值出现在03:00和22:00;阴天大气电场有明显的双峰值,相对于晴天大气电场值更小;大雾大气电场强度均为正值,电场强度小于该时段晴天大气电场值;雷电条件下地面电场的起始、发展、结束阶段地面电场变化明显。      

近地面大气电场数据EMD方法分析

将经验模态分解(EMD)方法应用于2009年夏季近地面大气电场资料的分析,分解出雷暴和晴天天气大气电场的不同时间尺度变化分量,并提取两类天气状态下的大气电场振荡特征进行对比.结果表明:EMD方法适合应用于近地面大气电场资料的分析,雷暴天气大气电场以晴天天气大气电场作为背景场,包含了周期振荡平稳的晴天天气成分;晴天天气大气电场能量集中于长周期振荡分量,而雷暴电场能量主要是集中于短周期振荡分量.发生雷暴前,IMF(本征模态函数)1分量的中心频率会出现明显跳跃或其对应幅度明显增大的现象.利用这些特征对随机选出的38次过程进行预报效果检验,得到预警的探测概率为84.2％.     

倒置式大气平均电场仪

倒置式大气平均电场仪是为雷电预警系统地面电场仪组网而研制的。要求能在恶劣天气条件下工作，功耗小，单极性输出和有遥控输入端，本文叙述了仪器的技术要求，感应器结构，并介绍了线路工作原理和电路特点。最后了仪器的标定及环境试验方法。     

安顺站不同天气类型下大气电场与气象要素间的关系

利用2020年贵州省安顺站大气电场仪和地面气象要素观测资料,在分析该地区大气电场时间演变特征的基础上,分类讨论了晴天、降雪、强雷暴等天气类型下大气电场与同期气象要素的关系。结果表明：安顺站大气电场全年日变化均为正,夏半年、冬半年和全年平均三者日变化基本一致,在午后到傍晚较低,其数值在夏半年明显弱于冬半年和全年平均。月变化整体呈减弱趋势,其中6~7月有明显的跃升;晴天,大气电场平均强度介于0.15~1.01 KV/m,08时左右达到峰值,17时左右达到谷值,为典型的“单峰单谷”大陆简单型,与气温呈负相关,与相对湿度呈正相关;降雪天气,大气电场平均强度在3 KV/m左右小幅波动,凌晨达到峰值,14时左右达到谷值,与气温基本呈负相关,与相对湿度呈正相关;强雷电天气,大气电场平均强度介于1.5~3.1 KV/m,最强瞬时强度可达几十KV/m,午后开始逐渐增强,傍晚达到峰值,与地面气压和相对湿度均为负相关关系。相对湿度与大气电场的相关性普遍高于地面气压和气温。     

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.     

青藏高原那曲地区冰冰雹天气系统中的大气电场

利用１９９８年４～９月间进行的ＧＡＭＥ－ＴＩＢＥＴ青堪稿原云和降水的多普勒雷达及大气平均电场加强期观测实验资料,对青藏高原那曲地区的冰雹天气系统中的大民电场作了定量观测和研究。结果表明：在降雹过程中大气电场强度基本上系统中的大气电场强度基本上均为负值,其峰值也均强于－２２ｋＶｍ＾－１;在降雹过程中随着降雹时间的临近,大民场强度基本不断增强,但降雹开始时大气电场强度并不达到其峰值,峰值出现的时刻比开     

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。     

青藏高原那曲地区冰雹天气系统中的大气电场

利用1998年4～9月间进行的GAME-TIBET青藏高原云和降水的多普勒雷达及大气平均电场加强期观测实验资料, 对青藏高原那曲地区的冰雹天气系统中的大气电场作了定量观测和研究.结果表明: 在降雹过程中大气电场强度基本上均为负值, 其峰值也均强于-22 kVm-1; 在降雹过程中随着降雹时间的临近, 大气电场强度不断增强, 但降雹开始时大气电场强度并未达到其峰值, 峰值出现的时刻比开始降雹的时刻略有滞后; 在各降雹日中, 较强的大气电场强度基本上对应着各冰雹谱分布段较多的冰雹数目, 而这种较好的相关在各谱分布段上都表现出来; 随着降雹时间的临近, 每5 min闪电频数不断增强.在开始降雹时每5 min闪电频数平均达到43, 峰值的出现时刻略滞后于开始降雹的时刻, 这一滞后时间一般平均在3 min左右; 在降雹过程中, 单位面积中的冰雹数目与对应时段内总闪电数有着较好的对数关系, 相关系数R为0.954 0.在降雹过程的时间序列上, 冰雹云成熟期过后, 总闪电次数与冰雹降雹率成反相关.     

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.     

广州两次雷暴过程地闪与大气电场特征对比分析

利用安装于广州塔塔顶500 m的大气电场仪(简称电场)数据、广州双偏振雷达资料、粤港澳闪电定位系统数据和ERA5再分析资料等数据,对比分析了2020年8月15日和9月23日广州两次雷暴天气过程的地闪活动特征以及地闪活动与电场变化特征的关系。结果表明：由局地热力不稳定引起的“局地性雷暴”地闪频次低、伴随弱降水,而由中尺度系统引发的“系统性雷暴”地闪频次高、伴随短时强降水。两次过程的地闪频次和电场变化呈双峰分布,地闪爆发时电场变化显著,频域能量达到峰值。“系统性雷暴”的消亡阶段电场在正负极之间大幅度缓慢波动,呈现阻尼振荡(End Of Storm-Oscillation,EOSO)特征,而“局地性雷暴”消亡时电场未出现此特征。时域下电场剧烈变化和频域能量明显提高时,意味着雷暴云团正在靠近或附近有闪电发生;电场频域能量迅速减小且集中于低频段,表明雷暴正在消亡或远离测站。电场的时频特征对雷暴的生消具有指示性作用,为电场数据与其他资料融合应用于雷电风险预警予以参考。     

北京地区不同天气条件下近地面大气电场特征

利用2004年8月—2005年11月近地面大气电场仪的观测资料, 对北京地区不同天气条件下近地面大气电场特征进行分析。结果表明:北京地区晴天近地面大气电场日变化呈双峰双谷, 谷值分别出现在北京时05:00和12:00, 峰值分别出现在07:00和23:00, 并且表现出一定的季节变化; 晴天大气电场的变化与气溶胶含量的变化有密切关系, 两者呈正相关; 晴天大气电场与绝对湿度之间也表现出很强的相关性, 在一定程度上反应了水汽对大气电场的作用; 沙尘天气下风速均达到一定强度, 近地面大气电场为负值, 并且变化剧烈, 电场强度与PM10之间呈现较强的负相关, 而电场强度与风速之间没有表现出明显的相关性。     

青岛地区电场仪资料在一次雷暴天气过程中的应用分析

利用大气电场仪资料,结合天气实况、天气雷达和闪电定位仪等资料,对2013年7月1日青岛地区一次雷暴天气过程进行了综合分析。结果表明,当地面电场强度曲线在几十到几百毫秒量级内发生极性反转,变化幅度在2 kV/m以上,且完成后电场值会迅速回到极性反转前的电场值附近时,可以判断为发生了一次地闪。单站电场强度曲线可以反映出雷暴云与测站间距离的变化,闪电发生前电场强度的增加可为雷电预警提供时间。大气电场仪组网监测资料可以对雷暴云的移动路径做出判断。综合分析大气电场仪组网数据、天气雷达以及闪电定位资料等多源资料,可以更好地判断雷暴云的活动状况,提高雷电的预警准确率和时间提前量。     

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）。     

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。     

基于小波分析的地面大气电场观测数据处理技术研究

使用南京信息工程大学实验场的AMEO340电场仪一年观测试验资料,将大气电场仪采样序列数据经快速傅里叶变换,得到序列的功率谱,对晴天和伴有闪电天气的地面大气电场数据进行小波函数为sym5的7层分解,某种程度上降低了地面大气电场数据波形的重叠度。通过对伴有闪电天气的地面大气电场数据进行小波7层分解,地面大气电场信号的低频部分不仅突出显示出地面大气电场值的主要变化趋势,而且能清晰地分辨出闪电过程中较强的正负地闪次数,为利用地面大气电场强度值的变化特征进行闪电预警提供了更有效的信息。     

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。     

北京市大气电场和大气污染物关系初步研究

以北京市朝阳站为例总体上分析了2014-2015年北京市全年、冬半年和夏半年电场强度和污染物变化特性及相关性,重点研究静稳积累型、污染复合型、沙尘型3种类型污染天气下大气电场强度与主要污染物因子浓度以及与气象要素之间的关系.结果表明:(1)全年电场强度每小时平均值为0.45～0.72kV·m-1,全年电场强度主要峰值在...     

青藏高原大气可降水量单站观测对比分析

为了探讨青藏高原大气可降水量观测资料的可靠性,对2015年6-9月西藏申扎、改则和那曲3站地基GNSS遥感的大气可降水量、同址探空观测的大气可降水量、风云三号可见光红外扫描辐射计反演的晴空大气可降水量、MODIS大气可降水量和NCEP可降水量进行对比分析。结果表明:探空可降水量和地基GNSS可降水量的偏差较小,均低于2.5 mm。风云三号可降水量明显偏低,与其他观测结果的偏差超过6 mm。全自动探空可降水量离散程度较L波段探空大,均方根误差超过4 mm。      

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。     

地面大气电场资料在强对流天气预报中的应用

利用大气电场仪对2008年6～10月天津地面大气电场变化进行连续监测。讨论晴空、稳定型降水、飑线和暴雨天气下地面大气电场强度特点,结合新一代多普勒天气雷达资料和闪电定位资料,对2008年9月4日飑线过程和2008年7月14日暴雨过程进行分析。结果发现:大气电场仪曲线在雷暴发生前15～50min剧烈变化,在强对流天气的雷电监测中有明显的指示作用。结合雷达资料和闪电定位仪资料能够提高雷电预警和短时临近预报的准确率,多站点的大气电场仪数据能够扩大雷暴监测范围并且判断雷暴云移动路径。