三维地闪监测数据分析与校验

选取福建省2015年三维系统地闪资料,采用同期雷电定位系统(ADTD)资料对其时空分布特征进行分析,利用雷电流峰值记录仪数据对2套系统地闪探测效率和定位误差校验,同时结合IEEE工作组和电力行业推荐的概率公式对三维系统地闪雷电流分布特征进行分析。结果表明:(1)2套系统监测到全省地闪密度空间分布趋势比较一致,在三明西南部地区及福州西部零星地区,三维系统地闪密度更低。(2)2套系统地闪频次年变化和日变化均呈单峰变化特征,但年变化中的10—12月,以及日变化中的09:00—12:00,三维系统监测到地闪频次更少。(3)三维系统地闪回击探测效率为40%,平均定位误差为2.75km。(4)在0~50kA区间,相比于负极性地闪,三维系统正极性地闪雷电流幅值分布更加集中,在26~84kA区间三维地闪雷电流幅值相比于IEEE推荐值和规程推荐值偏大。     

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。     

基于遥感影像大数据、卷积神经网络的福建省有效致灾雷电分布模型及应用

为了研究福建省有效致灾雷电的分布情况,基于福建省2004-2012年闪电定位数据及雷击人员伤亡数据、福建省L17级谷歌遥感影像瓦片,引入卷积神经网络模型对遥感影像所在区域是否属于人员活动的属性进行建模、训练和预测,得到福建省人员活动属性的格点产品,结合福建省历史雷电数据对有效致灾的雷电分布情况进行了分析,结果表明:①设...     

山东地区闪电特征分析

利用2007—2011年福建省ADTD闪电定位监测数据, 选取了雷电流幅值和陡度2个参数作为闪电强度的评价指标, 根据其统计特征进行了分析, 通过确定权重和统一量纲, 将2个参数融合在一起, 提出了闪电强度的概念。利用加权求和法建立了闪电强度等级划分的数学模型, 以99%、90%和10%三个分位数确定阈值分割点, 并将闪电强度等级定性地划分为极强、强、中等和弱四个量级, 其结果能够为雷电预警预报信息发布、雷电灾害调查和雷击风险评估等业务和相关决策服务提供直观参考依据。

     

基于闪电监测数据的台站雷暴日统计检验及其演变特征研究

为研究雷电资料延续性及其气候演变特征,建立了基于闪电监测资料的台站雷电日计算模型。分别选取时段为1982-2013年的人工观测雷暴日和2011-2021年的闪电定位仪监测雷电日资料,结合T检验和F检验结果判断出与人工观测最优匹配的闪电定位仪监测半径范围,在此基础上,采用惩罚最大F检验(PMFT)法对福建省66个台站雷暴日资料做连续性检验且对比不同监测半径下PMFT检验值的通过率和观测与监测的均方差进而得到闪电定位仪的最优匹配监测半径。以最优匹配监测半径为基准采用EOF经验正交函数法(Empirical Orthogonal Function, EOF)和9点平滑系数分析福建省1982-2021年近40年雷电日时空演变特征及影响雷暴活动因素。结果表明：(1)基于闪电监测资料的台站雷电日与人工观测雷暴日相匹配监测半径范围为12～20 km内,全省66个台站雷电日连续性检验通过率(未通过率)为80.30%(19.70%);(2)福建省近40年雷电日空间分布不均匀,呈现西南部雷暴活动强而东部沿海岸雷暴活动弱特征,EOF前三个模态的空间型分别为“全省反相位”、“东北-西南地区反相位”、“内陆沿海...     

北京东灵山三种温带森林生态系统的碳循环

通过对北京山地白桦林、辽东栎林和油松林的植被、地表凋落物和土壤碳储量, 生物量净增量和凋落物量, 以及植被和土壤呼吸的实际观测, 构建了北京山地三种温带森林生态系统的碳循环模式. 结果表明, 北京山地温带森林总碳密度在250~300 t C·hm^-2之间, 其中植被碳密度为35~54 t C·hm^-2, 土壤碳密度(深度为1 m, 包括地表凋落物)为209~244 t C·hm^-2. 三种森林的植被生物量都处于增加之中, 净增量为1.33~3.55 t C·hm^-2·a^-1. 凋落物量为1.63~2.34 t C·hm^-2·a^-1, 群落植被呼吸量为2.19~6.93 t C·hm^-2·a^-1, 土壤异养呼吸量为1.81~3.49 t C·hm^-2·a^-1. 生态系统的总初级生产力介于5.39~12.82 t C·hm^-2·a^-1之间, 其中约一半(46%~59%)转变为净初级生产力(3.20~5.89 t C·hm^-2·a^-1). 碳平衡分析表明, 在研究时段(1992~ 1994)内, 人工油松林是一个较大的碳汇(4.08 t C·hm^-2·a^-1), 而次生的白桦林和辽东栎林与大气之间的CO₂交换基本处于平衡状态.     

闪电探测技术发展和资料应用

选取福建省2013—2015年ADTD闪电定位资料,根据多回击闪电特征,借鉴多回击闪电判别指标,对闪电资料进行回击归并处理,重点统计分析同期福建多回击闪电的分布规律与特征参数。结果表明:福建省多回击闪电占比为30.58%,平均回击次数为1.49次,其中正、负极性闪电平均回击数为1.02次和1.52次,负极性多回击最多包含12次回击,而正极性多回击最多包含4次回击;正极性多回击闪电的首次回击和继后回击的平均电流强度分别为45.03 kA和26.81 kA,最大电流强度分别为163.13 kA和149.21 kA,负极性多回击闪电的首次回击和继后回击的平均电流强度分别为-11.52 kA和-9.23 kA,最大电流强度分别为-103.71 kA和-96.12 kA,首次回击的电流强度多数大于继后回击的电流强度;回击间隔时间呈准正态分布,其中间隔时间为60~90 ms的回击次数最多,其算术平均值为135.36 ms;正、负多回击次数的日峰值分别出现在17时和16时,5—9月为多回击闪电的高发期。

     

基于KNN的地基可见光云图分类方法

云图的自动分类是实现地基云自动化观测的技术保障。该文探讨了一种先将云图分为积状云、层状云和卷云3大类的分类方案,通过对3大云类和晴空这4种天空类型的纹理特征、颜色特征和形状特征进行分析,选取了21个特征参量,并采用K最近邻分类器 (K-Nearest Neighbor,KNN), 在不同的K取值情况下对这几类天空类型进行了分类识别。结果表明：新的分类方案是可行的,且当纹理特征、颜色特征和形状特征结合使用时获取了比单独利用纹理特征、颜色特征和形状特征以及它们两两组合时更好的识别效果。当K=7且使用21个特征参量时,KNN算法对积状云、层状云、卷云和晴空的识别最好, 识别正确率分别为91.1%,74.4%,70.0%和100.0%,平均正确率为83.9%。     

喀斯特溶槽岩-土界面优势流及其对土壤水分动态的影响

通过对两个典型溶槽剖面的野外入渗实验,结合对入渗锋面的红外成像和染色示踪,分析溶槽中土壤湿润锋运移受岩—土界面优势流、初始水分状态（干湿程度和不均匀分布）及植被根系的影响程度。其结果表明:岩—土界面优势流增加入渗锋面到达处的土壤含水率是溶槽中部的1.1～14.5倍,但岩—土界面优势流形成的侧向水势梯度可降低优势流锋面下移;初始入渗中表土湿润锋运移主要受植被根系大孔隙优势流的影响,岩—土界面优势流作用不显著,但随着入渗深度的加大,岩—土界面优势流侧向弥散对湿润锋运移和土壤水分的影响加强。