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技術(shù)文章

每天地球上平均發(fā)生800萬次的閃電次數(shù)

更新時間:2017-08-11 瀏覽次數(shù):5929

800萬:每天地球上平均發(fā)生的閃電次數(shù)!!

那么問題來了,閃電是如何監(jiān)測的呢?!


閃電的監(jiān)測

閃電次數(shù)的統(tǒng)計不是監(jiān)測的雷電研究人員關(guān)注重點,設(shè)立雷電觀測儀器的目的主要是為了關(guān)注閃電發(fā)生的位置、強(qiáng)度、陡度(放電時間)等一系列的參數(shù)。在獲取以上參數(shù)之后,就可以得到在一段時間內(nèi)閃電發(fā)生的總次數(shù)以及每個閃電發(fā)生的時間。
了解具體的監(jiān)測方法前,需要知道閃電的簡單分類:地閃和云閃。

▲地閃

地閃:云體與大地相接觸的放電現(xiàn)象,用CG表示,地閃有兩種:正地閃(+)和負(fù)地閃(-),通常情況下的對地放電過程都是將云內(nèi)負(fù)電荷輸送到地面的負(fù)極性放電,即負(fù)地閃,但是也有一些放電將云內(nèi)的正電荷輸送到地面,這種現(xiàn)象被稱為正地閃。

▲云閃

云閃:云層內(nèi)部、云與云之間的放電現(xiàn)象,對微電子設(shè)備等殺傷力。
 
閃電監(jiān)測,主要是監(jiān)測地閃。

▲全國地閃實況( 來源:中國天氣網(wǎng))

中國的閃電定位網(wǎng)主要是由華云ADTD閃電定位系統(tǒng)承擔(dān)的。


▲閃電定位儀

具體閃電定位方法通常采用的是射頻定位技術(shù),而采用射頻定位技術(shù)的地面雷電觀測系統(tǒng)就被稱為地基射頻雷電定位系統(tǒng),例如的北美閃電探測網(wǎng)(NALDN)就是一個地基射頻雷電定位系統(tǒng)。
射頻定位技術(shù)中主要分為兩類:
1.磁場定向法(磁向法,MDF)
2.脈沖時間到達(dá)法(時差法,TOA)
無論是NALDN還是ADTD兩種方法全部采用了。下面分別介紹:

一、磁場定向法
zui基礎(chǔ)的磁場定向法就是將兩個菱形線圈呈東西、南北向垂直放置。


▲示意圖

當(dāng)某處發(fā)生閃電時,閃電相當(dāng)于一根垂直導(dǎo)線,即可以激發(fā)水平磁場,而根據(jù)南北環(huán)接受到的信號,即可以解出閃電發(fā)生地的方向。

▲閃電發(fā)生的俯視圖

 
zui少要兩個測站,就可以知道閃電發(fā)生的位置,這與地震監(jiān)測有著十分相像的地方。

二、脈沖時間到達(dá)法
我們知道,可以認(rèn)為電磁波以光速c的速度傳播。從A點發(fā)出的信號經(jīng)過時間到達(dá)B點,而經(jīng)過時間到達(dá)C點,A點發(fā)出的信號到達(dá)B\C點的時間差即為。則A點可能的軌跡就是以B、C為焦點的雙曲線。


這種方法至少需要3個測站,即可以定位出閃電發(fā)生的位置。
 
三、成網(wǎng)
就像是監(jiān)測地震,監(jiān)測地閃為了將誤差zui小化,成網(wǎng)的觀測是的選擇。
例如中國就建成了一個較為密集的雷電監(jiān)測網(wǎng)。


▲截至2016年,全國地閃監(jiān)測站和主要輸電線路分布圖
 (本文圖片來源于網(wǎng)絡(luò),文章參考自大氣之象專欄)

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