Earthquake catalogues and modelling strategies. A new testing procedure for the comparison between competing models

In this paper we consider the procedures that, on the basis of an earthquake catalogue, yield the magnitude distribution function F _M (F _M generators). In particular, our attention is focused on the F _M generators that are currently used in the frame of the probabilistic seismic hazard analysis at a site. From an engineering point of view, the behaviour of F _M in the range of strong earthquakes is of crucial importance. On the other hand, in general, the statistical validation of F _M in that range is not feasible because of an insufficient number of strong earthquakes in available catalogues.Our investigation is limited to the problem of the comparison between competing F _M generators. We show that a simple empirical F _M generator (called the CFP generator) can be more reliable than generators based on mathematical models. The numerical experiments that support this statement regards two test-sites and two mathematical models of magnitude distribution, namely the truncated-exponential and the characteristic-type models.The main conclusion is the suggestion of a test (called the CFP-test) that can be summarized as follows. Let X be a site for which, with current criteria, a specific F _M ^X generator based on a mathematical model has been selected. At this point, following the comparison approach described in the paper, the F _M ^X generator is compared with the empirical CFP generator. It can happen (actually it happens in many of our numerical experiments) that this test indicates the CFP generator as more reliable than the selected F _M ^X generator.     

地闪回击的微秒级辐射场特征及近地面连接过程分析

利用１μｓ时间分辨率的慢天线电场变化仪在甘肃中川地区雷暴过程中测量得到的大量地闪辐射波形地地闪回击辐射场特征及回击的慢前沿过程进行分析,发现１８次正地闪和８５次负地闪产在周前沿过程上升时间为１９．２μｓ和９．４μｓ,８４次负地闪继后回击的前沿过程为４．３ μｓ。ＹＹ ＵＤＡ Ｏ ３．１μ;     

华北地区一次中尺度对流系统上方的Sprite放电现象及其对应的雷达回波和闪电特征

利用低光度相机首次观测到了2013年7月31日华北地区一次中尺度对流系统(MCS)上空产生的中高层Sprite放电现象。结合闪电定位、天气雷达等同步观测, 对一次MCS诱发的Sprite的形态学特征及其对应的母体闪电和雷暴系统的雷达回波特征等进行了详细分析。研究除发现了2例圆柱型、3例胡萝卜型和1例舞蹈型 Sprite外, 还发现了2例发光主体发育不完全的Y字型Sprite。估算的Sprite的底部平均高度低于61.8±3.5 km, 顶部平均高度为84.3±6.8 km。Sprite持续时间算术平均值为25.7±9.8 ms, 几何平均值为24.4 ms。Sprite的母体闪电均为正地闪, 峰值电流在+62.5～+106.2 kA之间, 算术平均值为+77.1±22.2 kA, 是本次MCS所有正地闪平均峰值电流的1.4倍。Sprite母体闪电的脉冲电荷矩变化(iCMC)在+475～+922 C km之间, 几何平均值为+571.0 C km。Sprite母体闪电发生在MCS雷达回波25～35 dBZ的层状云降水区, 弱回波(<30 dBZ)面积的突然增加对Sprite的产生有重要指示作用。Sprite易发生在MCS成熟—消散阶段正地闪比例(POP)显著增加的时段。在本次MCS消散阶段中, 有两个时间段可能有利于产生Sprite。在Sprite集中发生时间段, 北京闪电综合探测网(BLNET)探测到的正地闪比例为54.2%, 正地闪连续电流比例70.24%, 连续电流持续时间为58.17±50.31 ms, 有利于Sprite的产生。     

2011—2012年广州高建筑物雷电磁场特征统计

为研究不同高度的建筑物对雷电磁场的影响,对2011年7月—2012年8月广州高建筑物雷电观测试验中获取的雷电磁场波形数据进行统计分析,共选取击中14个高建筑物的40次雷电 (均为负极性雷电) 的磁场数据,结果表明:高建筑物对回击磁场峰值有增强作用,且建筑物越高对回击磁场峰值的增强作用越大,高度在200 m以上的建筑物上雷电首次回击磁场峰值的几何平均值是高度在200 m以下的建筑物上的2.4倍;高建筑物雷电回击的磁场波形呈多峰特征;观测到的20次击中200 m以下高建筑物的雷电中,有13次 (65%) 雷电首次回击的磁场波形出现后续峰值比初始峰值大的现象,击中200 m以上高建筑物的14次雷电中有8次 (57%) 出现该现象;40次高建筑物雷电中有22次 (55%) 为多回击雷电,135个回击间隔时间的几何平均值为69.1 ms, 多回击高建筑物雷电中有10次 (45%) 出现继后回击的磁场峰值大于首次回击磁场峰值的现象。     

地形地表的不规则起伏对雷电电磁场传输的影响

为了研究地形地表的不规则起伏(简称粗糙地表)对雷电电磁场传播的影响,首先利用二维分形方法模拟了粗糙地表,然后利用Barrick表面阻抗理论和Wait近似算法研究了粗糙地表对雷电电磁场传播的影响。结果表明,粗糙地表对地闪首次回击垂直电场的影响较小,但对继后回击存在明显的影响。随着粗糙度的增加,继后回击垂直电场峰值的衰减程度明显增加,且时域脉冲波形上升沿时间增大。如继后回击电磁场传播100 km,均方高为30 m的粗糙地表(电导率σ=0.1 S/m)引起时域电磁场波形上升沿时间额外增约1.5μs,电场峰值额外减小约12%,且其影响随着地面电导率的减小而增大。因此,在实际工作中应考虑复杂地形地表对闪电定位系统探测精度和效率的可能影响。     

Characteristics of chaotic pulse trains generated by lightning flashes

Pulse trains of irregular pulse characteristics and erratic amplitudes are observed in lightning flashes. These are termed “chaotic pulse trains” in this study. The average width of the individual pulses of these pulse trains is in the range of a few microseconds, with the lower limit of individual measurements extending into the sub-microsecond region. The typical pulse separation lies in the range of 2–. The pulse duration shows a consistent distribution with the most probable value at 400–. Chaotic pulse trains occur most often immediately prior to subsequent strokes. However, they occur also a few milliseconds to several tens of milliseconds prior to return strokes and sometimes do not precede return strokes at all. Twenty-six percent of the total subsequent strokes recorded in this study were preceded by chaotic pulse trains. A few of these pulse trains have occurred in a sequence of several tens of millisecond intervals in between return strokes. We have also found them to occur within very intense cloud flashes. These chaotic pulse trains have features that are different from those of other known pulse trains reported in the lightning literature. Hence, they may be caused by a physical process that has not yet been identified.     

新乡驻军某部流动哨雷击易损性分析

根据中国人民解放军某部新乡市驻地地貌特征和近5a的空间雷暴特征,对该部流动哨的雷击易损性进行分析,结果表明,目标区雷电引发的人身伤害风险较大。除避免或减少雷电高发时段外出巡逻及巡逻中雷电发生时采取远离树木、电力线等防御措施外,在巡逻道路两侧适当位置增设接闪杆及移除横穿巡逻道路的电力线路或按有关规定在线杆增设电涌保护器,可降低雷电造成的人身伤害风险。     

新型人工引雷专用火箭及其首次引雷实验结果

成功研制了一种新型的人工引雷专用火箭, 火箭箭体结构采用了新型复合材料, 质量轻, 并具有空中抛伞和放线功能。利用新型火箭和全新的雷电流及同步电磁场测量技术, 在2009年的山东人工引雷实验 (SHATLE2009) 中成功引发负极性云对地放电过程3次, 共包括6次大电流回击过程, 采用0.5 mΩ的大功率同轴分流器和宽带光纤传输技术测量到了0.1 μs时间分辨率的雷电流波形、以及距雷电通道30 m、60 m和480 m处的电磁场和6000 f/s的高速摄像观测资料。6次回击的电流峰值分布范围为11.2～16.3 kA, 几何平均值12.8 kA; 半峰值宽度为7.4～34.9 μs, 几何平均值21.6 μs; 10%～90%峰值的上升时间为0.5～1.4 μs, 几何平均值1.0 μs。成功的人工引发雷电实验证明新型引雷火箭安全性能好、可靠性高, 其成功研制为雷电物理过程和效应的研究, 以及雷电流波形资料的积累提供了重要的技术手段, 对制定具有我国自主知识产权的雷电防护标准等具有重要的应用价值。     

基于雷击分类体系的雷电电位差效应分析

鉴于雷击分类目前缺乏完整的体系,根据雷击危害方式对雷击进行了综合研究,将间接雷击分为两大类,由此提出了"雷电电位差效应"。对雷电反击、雷电地电位上升、雷电旁侧闪络等效应进行了阐述,并单独对接触电压和跨步电压进行分析。介绍了雷电电位差效应的防护方法,对安全距离做了说明。研究了雷电电位差效应与人身伤害的关系。分析表明:雷电电位差效应主要包括雷电反击、雷电地电位上升、雷电旁侧闪络以及与人身伤害有关的接触电压和跨步电压;雷电电位差效应的防护方法主要包括躲避、等电位连接和保持足够的安全距离。     

漂浮体系悬索桥拟静态纵向运动特性及其控制

营运状况下漂浮体系悬索桥加劲梁纵向运动产生的过大累积行程会引起伸缩缝和塔梁纵向阻尼器等连接构件的性能退化和疲劳损坏.探索加劲梁纵向运动过大累积行程的成因,并找出降低累积行程的控制措施是确保悬索桥健康运营的关键.首先,以江阴长江大桥实测位移时程数据为基础,对不同频谱特性的位移成分进行分解,并统计了不同位移成分的循环次数和...