基于雷电临近预警技术的主动防雷应用

为了使雷电临近预警技术在雷电灾害防御业务中更好地发挥作用,针对电子系统的雷电灾害特点,在传统被动防雷技术基础上,提出基于雷电临近预警的主动防雷技术,应用雷电临近预警和远程控制等技术,开发以B/S结构为架构的雷电临近预警应用系统。对2013年8月—2014年8月福建省泉州市4个无线电监测站的主动防雷应用效果进行两种方法的预警效果检验。检验结果表明:主动防雷技术是对被动防雷技术的一个较好的完善和补充。采用闪电数量对比分析,4个监测站的有效预警率为69%,采用预报评分方法对比分析,4个监测站的平均准确率为53%,对雷电活动发生较为集中的区域预警效果较好,对雷电活动发生较为零散的区域预警效果有所降低。     

地震台站雷电防护技术探讨

地震台站的仪器多采用集成电路、集成块等高精密电子元件,承受外部环境能力相对较弱,容易遭受雷电的侵害。在分析雷电如何危害地震台站仪器设备基础上,针对地震台站工作实际,探讨应用雷电防护技术,减轻雷电对地震观测技术系统仪器设备的损害,及对地震台站雷电防护的参考意义。     

地球-电离层空腔舒曼共振日变化特征分析

全球雷电活动在地球-电离层空腔中产生的极低频(ELF)信号干涉叠加,在一系列固定频率上产生舒曼共振(SR)。利用2012年5月以色列Mitzpe-Roman(MR)站ELF水平磁场资料,采用频谱变换、时间平均、分析了实测SR日变化信号的时域和频域特征。同时基于全球ELF传播模式,利用OTD/LIS雷电卫星资料模拟了5~30 Hz磁场功率谱日变化情况。结果表明:时域背景信号幅值的均值和偏差满足正态分布的期望和标准差;水平磁场前三阶SR谐振频率非常稳定,月平均下的谐振频率日变化相对8、14、20 Hz理论值的偏移量分别不超过0.3 Hz、0.55 Hz和0.6 Hz。东南亚和美洲地区雷电活动主要响应于南北磁场分量第一阶SR的07—09时和19—22时时段内。而东西磁场分量前三阶SR在12—15时时段内都对非洲地区雷电活动有指示作用。磁场功率谱日变化模拟结果与实测基本一致,表明利用单站正交磁天线的不同阶SR信号能够指示全球不同"热斑"区域的雷电活动。     

太阳能热水器雷电防护技术分析

太阳能热水器的雷电防护隐患很大,每年都有不少雷击案例发生。通过调查发现,大多数热水器无雷电防护装置;多安装在屋顶,易招致雷击;安装人员多为非专业人员,缺乏必备的雷电防护知识。对太阳能热水器造成危害的不仅有直击雷,还有感应雷。因此,太阳能热水器的雷电防护,既要采取防直击雷防护措施,也要采取防雷电感应措施。     

雷暴闪电放电活动对电离层影响的研究进展

雷暴中的闪电放电能够产生强静电场以及电磁辐射场,从而对空间电离层产生重要影响,引起电离层电子密度分布的扰动。研究表明:闪电放电引起电离层扰动的方式有两种:直接耦合和间接耦合。其中,直接耦合主要来自于闪电产生的准静电场及电磁场的作用,在甚低频 (VLF) 反射信号上表现出快VLF事件, 而间接耦合主要是闪电低频电磁波在传播过程中与磁层相互作用,在辐射带产生闪电诱导电子沉降 (LEP) 现象。雷暴闪电活动能够改变电离层从D层到F层的电子密度分布,影响对流层大气和电离层之间的场,导致中高层瞬态放电淘气精灵 (elves) 及红闪 (sprite) 等现象的激发。闪电VLF传输反射信号可用于反演电离层密度的变化,目前已成为一种探测电离层扰动的常用方法,而引起电离层扰动的强度不但和闪电放电参量密切相关,也和闪电放电过程、类型有关。该文重点阐述了闪电放电与电离层直接耦合和间接耦合作用以及导致的相关现象。     

起伏海面的雷电电磁场传播特征及其对闪电定位精度的影响

为了研究起伏海面对雷电电磁传播的影响,本文利用Barrick表面阻抗理论和Wait近似算法,采用改进二维分形海面模型模拟起伏海面,利用数值模式,分析起伏海面的雷电电磁传播特征,并进一步讨论了起伏海面对时差法闪电定位系统定位精度的影响。结果表明:起伏海面对垂直电场和磁场的峰值的影响不显著,但会引起波形的上升期时间的延长,浪高越大,影响越明显;随着观测距离的增加,雷电垂直电场波形的上升时间逐渐变长;风速的变化与雷电垂直电场波形的上升时间成正比;由于海面起伏引起雷电电磁场波形在传播中的变化会影响基于时差法闪电定位系统的定位精度,定位误差可达几至十几公里。     

一次雷击事故成因分析及其防御措施

通过对2007年8月7日钦州市某制药厂综合楼遭受一次严重的雷击事故的成因分析,找出其存在的问题和误区,并针对发现的问题提出有效的整改防御措施。     

1997—2006年我国雷电灾情特征

该文建立了全国雷电灾害 (简称雷灾) 数据库, 对1997—2006年气象部门收集的雷灾资料进行统计分析, 给出了我国雷电灾情的时空分布特征、受损财物情况、受伤害人员情况等。资料包括32071例雷灾事件, 其中4287例雷灾造成了4488人死亡, 4320人受伤, 估计我国每年每一百万人中大约有0.53人死于雷击, 高于美国、英国。我国雷灾多发生在东部沿海地区和南部地区, 广东省最为严重, 总计上报8770例雷灾事件, 造成772人死亡和662人受伤; 当考虑人口权重时海南省、西藏自治区的雷灾人员死伤率最高。我国雷灾全年都可以发生, 夏季占全年的65%以上, 7月最高。人员伤亡雷灾和财产损失雷灾发生在13:00— 20:00(北京时) 的分别占总数的73%和62%, 16:00为峰顶。雷灾中受伤害的农民占总死伤人数的93%, 城市人员仅占7%。统计人员伤亡雷灾中的雷击地点, 最多的发生在农田, 为32%, 其次为建构筑物, 为23%, 以下依次为开阔地、水域、树下、山地等。此外还分析了雷灾中受损行业、财物等信息。     

卫星观测的我国近海海域闪电分布特征

利用星载闪电探测仪OTD（optical transient detecter）和LIS(lightning imaging sensor)所获取的1995年6月—2006年4月的卫星闪电资料,结合NOAA Optimum Interpolation SST 海温资料,分析我国近海海域的闪电分布时空特征以及闪电活动与该海域海温之间的相关性。结果表明：我国近海闪电密度平均值为3.39 fl·km-2·a-1,其中,南海和渤海的闪电活动相对频繁,随着与海岸线间距离以及纬度的增加,该海域闪电密度逐渐下降;在春季和冬季,黑潮主干海域的海温值相对较高,该处闪电活动也明显强于同纬度的东海近海和太平洋海域,表明黑潮海域是强闪电活动区;在季节变化上,我国近海海域闪电活动与同海域海温呈明显正相关,相关系数达0.797,闪电活动与海温变化体现出了一致的变化趋势;而在年际变化上,我国近海海域闪电活动与该海域海温的线性相关不显著,说明我国近海海域海温的年际变化并不是引起该海域闪电活动年际变化的主要原因。     

雷电定位系统与人工观测雷暴日数统计比较

为了利用雷电定位系统 (lightning location system,LLS) 资料统计人工观测雷暴日数,采用湖北省2007—2012年LLS监测资料,选取25个气象站为圆心,统计其不同监测半径 (r) 圆区域内LLS监测的雷电日数,并与人工观测雷暴日数进行比较。结果表明:r≤7 km时,LLS监测平均年雷电日数小于人工观测平均年雷暴日数;r≥8 km时, LLS监测平均年雷电日数大于人工观测平均年雷暴日数;r=22 km圆区域内年平均雷电日数可替代最大年雷暴日数。根据r=7 km,r=8 km圆区域内LLS监测的年雷电日数、年平均地闪密度资料,分别采用直接替代法、地闪密度法和该文提出的二元法计算年雷暴日数,结果显示:二元法效果最好。二元法计算的2007—2012年25个站平均年雷暴日数与人工观测相等,平均差异为7.4%;二元法计算的2013年年雷暴日数与人工观测相差0.8 d,平均差异为12.3%。