论现代雷电监测防护预警体系应用和意义

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1、论现代雷电监测防护预警体系应用和意义　　摘要：通过对雷电监测预警及防雷措施的研究，进一步强化了对现代雷电防护的重要性、迫切性和复杂性的认识，达到人类对雷灾防御的综合能力提高。关键词：雷电监测预警方法防护措施中图分类号：S761.5文献标识码：A文章编号：雷电的发生和特性与局地的地形特征、气候特征密切相关，全球气候变化也对全球雷电频数有着直接影响，而雷电特别是高空放电与空间天气特性也密切相关。因此，雷电监测和防护业务应从雷电的监测、机理研究、预警服务到雷电灾害防护、雷电灾害收集与雷击风险评估等多方面，形成相互依存、统一的业务体系，以便充分发挥雷电监测快速、实时等优点，提

2、高中小尺度灾害性天气系统的监测预警服务能力，提升我国雷电灾害的整体防御能力和水平。1雷电预警系统原理7雷电监测预警系统是一套基于地面电场仪和闪电定位网的雷电监测和预警系统。闪电定位系统是一套云地闪探测系统，能够实时对云地闪的发生位置进行定位。闪电发生的时候都会向外辐射电磁波，通过人们对大量观测数据的统计发现，云地闪辐射的电磁波有其固有的特征，正是基于这一原理，通过设置多个探测点，检测波形特征点到达每个探测站的准确时间，从而实现对云地闪的精确定位。2雷电监测预警系统的经济效益和社会效益2.1为雷电轨道建设提供资料。雷电是强对流天气发生时的一种天气现象，因此雷电轨道与天气

3、、气候等轨道有着密切的联系，雷电轨道建设需要天气、气候等轨道提供的探空观测资料、地面气象观测资料以及实时雷达资料、气候预测产品等。2.2相比单靠地面电场仪对雷电进行短时预警，雷电监测预警系统能够实现更精确、更直观地观测和预报。 通过经验积累，可以使观测人员对雷暴的局部活动习性有一个更加深刻的了解，为小尺度雷暴活动与地面电场关系的研究提供准确的资料。2.3通过建立雷电监测预警与服务业务体系，统筹规划全国雷电综合监测系统建设，规范雷电探测布局，实现全行业雷电信息资源共享，增强国家防雷减灾总体能力。2.4雷电监测预警系统能够实时提供更科学、更准确的雷电预警信息，能

4、够有效的减少人员和财产的损失，在保障生产安全的前提下，将因雷击造成的经济损失降到最低。2.5加强雷电监测、雷电机理以及成灾过程的研究，可推动雷电监测、预报和防护技术服务和业务化，提高对雷电灾害的监测预警能力和气象服务水平，提高我国雷电灾害综合防御能力。73雷电监测主要手段3.1雷电监测系统。主要是用来实时监测雷电的发生、发展及消亡过程，可以对雷电的发展趋势进行预测，起到预警的作用，同时能够提供处理雷电故障所需的信息及分析数据。3.2磁方向闪电定位系统(MDF)。当闪电回击发生时，它向周围空间辐射很强的电磁波，分设在各地的磁方向闪电探测仪实时测出闪电到达本站的时间、方向

5、、极性、强度、回击次数等多项闪电参数，并实时将所测数据发往中心数据处理站进行方向交汇定位处理，再将处理结果(计算出的闪电位置、强度等参量)实时发给各图形显示终端。进入90年代，由于GPS技术的使用，雷电监测在测向系统的基础上增加GPS，同时采用数字波形处理技术(DsP)，对波形作相关性分析、定位处理，使雷电定位精度和探测效率都有明显提高。3.3时差闪电定位系统(TOA)。每个闪电探测站主要探测每次闪电回击辐射的电磁波到达本测站的绝对时间。二站之间得到一个时间差，构成一条双曲线，在双曲线上的任何一点都是可能的闪电回击位置。另外二站之间也有一个时间差，也可以构成另外一条双

6、曲线，二条双曲线的交点，即为闪电回击位置。73.4时差测向混合闪电定位系统(IMPACT)。鉴于磁方向闪电定位系统定位误差较大，时差系统又必须至少有三个探测站才能定位的事实，该定位系统既能保证测站数目较少的探测网有定位结果，又能保证较高的定位精度。3.5雷电预警系统。是一多站定位的甚高频VHF雷电探测系统,可以用作雷电监测和雷暴预警。SAFIR与其它低频雷电定位系统相比,在探测效率和精度等性能方面有其优势和特色。一方面VHF频段的雷电信息非常丰富,几乎覆盖了整个雷电放电过程,从雷电电磁脉冲频谱分布范围中,可以很明显地看到VHF频段丰富的雷电信息,而VHF频段的雷电电磁

7、脉冲辐射是由云地闪(CG)、云间闪(IC)产生的,而低频段的雷电电磁脉冲辐射主要是由CG产生的,因此SAFIR系统具有探测IC的优势,从云地雷电、云间雷电频数日变化对照中,可以看到发生的IC频率远远高于CG的频率,同样也说明了雷电高频信息比低频信息丰富。另一方面VDF雷电探测受地面传导率、电离层变化,以及地形变化等的影响小,同时VHF干涉法定位技术受雷电辐射源信号的波形和幅度影响小,VHF干涉法定位技术的定位精度要优于LF定位技术。4雷电监测预警技术4.1在雷暴形成的早期阶段,VAISALA探测仪对远程的云内电活动进行探测并对其量化处理,这是精确预报