基于LLS的雷电流波头时间分布特征

利用湖北省2007—2013年雷电定位系统(Lightning Location System,LLS)监测的雷电流相关参数资料,采用数理统计方法,对雷电流波头时间的年、季、月、日变化以及累积概率和概率密度分布进行了统计分析。结果表明,正闪电平均波头时间为4.8μs,负闪和总闪电为3.6μs;一年中,正闪电7月波头时间最短,月变化特征大致呈"V"形;负闪和总闪电5—7月波头时间比其他月份短,月变化特征大致呈"U"形。正闪电波头时间季节、日变化明显,负闪和总闪电季节、日变化不明显。波头时间小于等于10μs时,正闪、负闪和总闪电的波头时间累积概率分别为95.5%、99.7%和99.6%,总闪电95%的波头时间大于1.5μs,50%的大于3.1μs,5%的大于6.0μs。波头时间在2~3μs时,正闪、负闪和总闪电的概率密度最大。气温较低月份,波头时间相对较长,反之,波头时间相对较短,其原因可能与雷电流幅值大小有关,具体原因有待进一步研究。     

闪电电场变化波形时域特征分析及放电类型识别

对闪电电场变化波形进行时域特征分析,研究闪电放电类型识别方法,是闪电探测系统研制工作的重要组成部分.利用闪电快电场变化资料,研究分析闪电波形的时域特征,分别统计负地闪回击和双极性窄脉冲波形的上升时间、下降时间、脉冲宽度等多个特征参数,得出负地闪回击波形上升时间平均值为2.9μs、下降时间平均值为89μs、脉冲宽度平均值为15.4μs,而双极性窄脉冲波形的上升时间平均值为1.7μs、下降时间平均值为2.1μs、脉冲宽度平均值为2.4μs.通过对闪电波形参数的统计分析,给出了不同放电过程的识别判据,实现了对地闪回击、双极性窄脉冲的自动识别,并利用实测数据进行了验证.结果表明,制定的波形识别判据对负地闪回击的识别效率可达到90%,对正地闪回击与双极性窄脉冲事件也有较高的识别率.     

广州高建筑物雷电回击光脉冲特征分析

为了深入认识负地闪放电过程中光辐射信号的特性, 对广州高建筑物雷电观测站所获得的回击光脉冲波形进行了分析。对观测到的88例负地闪事件中的184次回击(包括60次下行闪电首次回击、58次下行闪电继后回击、66次上行闪电继后回击)的光脉冲特征进行了统计分析, 结果表明: 下行闪电首次回击光脉冲10%~90%上升时间T₁的算术平均值/中值为32.5/31.4μs, 20%~80%上升时间T₂的算术平均值/中值为22.6/22.4μs, 半峰宽度T₃的算术平均值/中值为131.1/117.0μs。下行闪电继后回击光脉冲T₁的算术平均值/中值为30.4/27.7μs, T₂的算术平均值/中值为19.5/17.6μs, T₃的算术平均值/中值为153.6/142.6μs。在21例下行多回击负地闪事件中, 光脉冲回击间隔时间在12.6~368.6 ms范围之间, 算术平均值为78.7 ms, 有14%闪电事件存在继后回击光脉冲峰值大于首次回击的情况。上行闪电继后回击光脉冲T₁的算术平均值/中值为27.5/24.3μs, T₂的算术平均值/中值为17.0/15.7μs, T₃的算术平均值/中值为132.2/124.5μs。总体上, 下行闪电首次回击的光脉冲上升时间最长、下行闪电继后回击次之、上行闪电继后回击最小; 下行闪电继后回击脉冲半峰宽度比下行闪电首次回击及上行闪电继后回击的更大。      

空中人工引雷先导特征的统计分析

根据1998年8月22日在广州从化5次空中引发雷电远近两个观测点得到的地面电场变化资料，对主放电之前的先导传输特征进行了统计分析。结果表明：双向先导系统稳定传输阶段。近区电场为较慢的正极性电场变化土叠加负极性振荡脉冲，远区的辐射场开始为双极性脉冲，逐渐过渡到单极性脉冲，而且双极性脉冲的初始极性与单极性脉冲极性以及小回击极性相同都为正，双极性脉冲幅度逐渐减小，且初始半周期较光滑，未观测到更高频小脉冲的叠加现象。双极性脉冲整个宽度为3.8μs，方差为0.33μs；峰与峰间隔为15μs，方差为2.4μs。单极性脉冲具有上升快而大的初始峰值，慢而小的负反冲特性，且初始上升部分较光滑，未观测到高频小脉冲，其上升时间为0.23μs，方差为0.05μs；半峰值宽度为0.37μs。方差为0.1μs；脉冲间隔为12μs。方差为3.4μs。单极性脉冲峰值逐渐增大，就5次触发闪电而言，最大先导脉冲幅度与小回击之比为0.24，范围在0.2-0.3之间，小回击后，远区的单极性脉冲幅度，小，上升慢而下降快，无明显负反冲，平均间隔为20.1μs。方差为6.1μs。通过比较发现，人工触发闪电先导特征与自然闪电先导特征有很好的一致性。     

基于快慢天线的闪电电场特征分析

通过分析单站快慢天线（时间常数分别为0.1ms,300ms）测量的2015年7—8月的3855次快慢电场数据,选取了18次干扰波形较少的闪电进行分析。18次闪电中负地闪占比83.3%,平均回击次数1.78次,2次闪电慢电场出现了饱和现象。预击穿平均持续时间264ms,梯级先导平均持续时间781.4μs。慢前沿过程持续时间平均6.85μs,快变化2.388μs,过零时间平均40.45μs。     

雷电:电子时代的一大公害

有关资料显示,雷电发生频率很高,全世界每年约发生10亿次雷暴,闪电平均每天约发生800万次,其中每秒钟就出现30～100次云对地闪电.雷电的放电时间极短,一次放电时间大约为40μs,其放电电压可达500kV以上,在短时间释放出巨大电能的同时,形成剧烈爆炸,并产生猛烈冲击波、炽热高温、聚变电磁场以及强烈的电磁辐射.     

一次人工引发闪电初始电流及其电磁场变化特征

研制了近距离闪电磁场变化测量系统,并在2005年夏季山东滨州的人工引发闪电试验中,获得了闪电电流和距闪电通道60 m处的1μs时间分辨率的电磁场变化同步观测资料。本文详细分析了一次人工引发闪电放电初始阶段的电流及近距离电磁场。本次引发闪电中火箭拖带的导线底端通过一段5 m左右的尼龙线与引流杆相接,这段空气间隙击穿放电所产生的电流为720A,对应的60 m处电场和磁感应强度变化分别为0.38 kV/m和11.26μT。对同步资料的进一步分析表明,人工引发闪电上行正先导电流脉冲时间间隔为18.0~25.0μs,平均峰值电流为23.0A,变化范围为16.9~41.0A;单个先导过程转移电荷量的平均值为84.3μC,变化范围为57.8~141.0μC。60 m处先导电场峰值和磁感应强度峰值的平均值分别为16.7 V/m和0.3μT,变化范围分别为8.7~28.2V/m和0.116~0.544μT。先导电流峰值Ip(A)与其产生的磁感应强度峰值B(μT)之间满足Ip=61.9B 2.56。     

基于自然闪电下的限压型SPD残压特征分析

选取2017年6月15日和7月8日的2次人工引雷试验人工触发闪电数据,对采集系统记录了2次有明显残压波形的数据进行分析,结果表明:2次人工触发闪电的平均回击雷电流幅值为11.00kA,平均雷电流波形10%~90%的上升时间为0.24μs,平均雷电流的半峰宽度为10.98μs,平均雷电流的回击波形10%~90%的上升陡度38.20GA/s。2次人工触发闪电的平均残压持续时间为387.1μs,残压峰值平均值为969.4V,残压平均值为759.6V。自然闪电通常具有多回击、回击间隔时间短、放电过程复杂多样等特点,有可能破坏SPD热稳定性,加速老化,甚至可能被击穿;而该试验中SPD没有被损坏,主要是因为:人工触发闪电造成架空线路近距离发生闪电感应,尽管SPD的残压值高,但是电流比较小,所以SPD承受的能量不大。     

江西一次强风暴天气过程闪电参量特征分析

利用闪电探测资料和多普勒天气雷达资料,对2003年4月12日发生在江西境内的1次强风暴天气过程的闪电参量特征进行分析和计算.结果表明,闪电强度、闪电陡度、闪电电荷变化趋势基本相同,并呈多峰型变化,出现峰值时间比降雹时间早18 min;闪电强度、闪电陡度、闪电电荷、闪电能量的平均值分别为-838.4 kA、-1 163.8 kA/μs、-34.2 c、653.1×103 J,最大值分别为-3 387.2 kA、-4 802.2 kA/μs、-86.9 C、2 390.5×103 J.回波参量与闪电参量回归分析结果表明,顶高≥14.0 km回波面积最大值出现时间比降雹时间迟24 min;强度≥40.0 dBz回波面积最大值和垂直积分液态含水量≥40.0 kg/m2回波面积、面水量最大值出现时间比降雹时间早18 min.研究认为,闪电参量变化对强风暴、冰雹和强对流云降水天气的预警预报,具有指示性作用.     

基于闪电定位监测数据的雷暴特征分析

本文通过对2012年度新疆43个站点的闪电定位监测数据分析得出,闪电监测与人工观测雷暴在时间分布上一致性较好;空间分布上差异较大地区有阿勒泰和喀什地区;观测站有雷暴记录时闪电定位监测也有闪电记录的比例达64%,表明监测结果有效;新疆云地闪中,负地闪占90%,远多于正地闪。正闪强度上大于负闪强度。雷电流陡度主要分布在-20-20 KA/чs 之间;新疆区域内雷击大地密度按新规范估算的值大于老规范的估算值,更远大于闪电定位仪实际监测值。     

数据仓库技术原理及其应用

分析了传统数据库与数据仓库的实现技术，讨论了数据仓库的主要特征和存储数据的层次结构。     

数据挖掘和数据融合技术在天气预报和气象服务中的应用研究

从数据挖掘和数据融合技术应用的角度,结合天气预报和决策气象服务的实际工作特点,探讨了数据挖掘和数据融合在新一代天气预报和决策气象服务平台应用的系统框架。在面向主题应用的天气预报和决策气象服务方面,数据挖掘和数据融合技术是提高信息准确快捷的重要手段。     

GRIB数据及其在GrADS中的使用

本文介绍了GRIB数据的压缩方法、数据结构及如何使用GrADS对GRIB数据进行反演的方法.     

实时气象资料归档与检索系统

实时气象资料归档与检索系统是沈阳中心气象台根据实际工作的需要,研制开发的气象资料应用管理系统。系统以磁盘阵列和DVD光盘为主要存储介质,利用自动分类、光盘刻录的自动控制和多样化的检索技术,实现了气象资料的自动存储与管理。介绍了系统的功能特点和自动控制光盘刻录技术,为其他资料存储系统的开发提供了可借鉴的设计思路。     

支持向量机方法在郑州冬季气温趋势预测中试应用

将气候预测中常用的74项环流特征量进行归一化处理后,与郑州市冬季气温进行相关普查,利用SVM(SupportVectorM ach ine)两类分类方法,同时考虑气温的年代际变化,建立郑州冬季温度距平趋势预测推理模型,并对因子个数多少和年代际变化对预测模型的影响进行了试验。试验结果表明:用25个和15个因子分别建模时,产生最优模型时样本平均Ts评分均为56%,但后者预报准确率为75%,较前者提高了10%。用20世纪50年代和60年代做试验集,效果较好,产生最优模型时的样本Ts评分和预报准确率较高;用90年代做试验集,效果较差。     

大数据:概念、技术及应用研究综述

随着物联网、云计算、移动互联网的迅猛发展,大数据(Big Data)吸引了越来越多的关注,正成为信息社会的重要财富,同时也给数据的处理与管理带来了巨大挑战.首先从大数据概念入手,阐述了大数据的来源、主要挑战、关键技术、大数据处理工具和应用实例等,并对比了大数据与云计算、物联网、移动互联网等技术之间关系,然后剖析了大数据核心技术、大数据企业解决方案,讨论了目前大数据应用实例,最后归纳总结了大数据发展趋势.旨在为了解大数据当前发展状况、关键技术以及科学地进行大数据分析与处理提供参考.     

区域自动气象站资料报表制作与共享系统

区域自动气象站资料报表制作与共享系统是根据我省业务工作的实际需要,使用Delphi语言为编程工具,以“地面气象观测数据文件和记录簿表格式”为标准,以区域自动气象站实时地面气象数据传输文件为基础资料而开发研制的。系统实现了区域自动气象站资料的收集与存储,Z、A、Y文件的生成,月报表和年报表的制作、维护与打印等主要功能,极大方便了区域自动站资料在天气预报、气候分析等工作中的应用。     

A joint dataset of fair-weather atmospheric electricity

A new open access dataset ATMEL2007A (http://ael.physic.ut.ee/tammet/dd/) takes advantage of the diary-type data structure. The dataset comprises the measurements of atmospheric electric field, positive and negative conductivities, air ion concentrations and accompanying meteorological measurements at 13 stations, including 7 stations of the former World Data Centre network. The dataset incorporates more than half a million diurnal series of hourly averages and it can easily be expanded with additional data. The dataset is designed for importing into a personal computer, which makes possible the appending of private data and safely protecting it from public access. Available free software allows extracting data excerpts in the form of traditional data tables or spreadsheets. Examples show how the dataset can be used in the research of the correlations and trends in atmospheric electricity and air pollution.     

全国天气雷达数据处理系统

根据《全国天气雷达终端更新》和《全国天气雷达定标》项目的技术规定,研制了一套完整的雷达业务数据处理系统,实现了全国布网天气雷达数据格式统一、产品生成、产品分发和图像回显的全自动化业务,提高了我国天气雷达网的业务质量、以及数据处理和产品应用水平,收效显著。在研发过程中,充分考虑了业务条件、实际要求和探测技术的发展,系统功能丰富,算法先进,接口开放,设计精美,投入业务两年来系统运行稳定。该系统放弃了传统对话框和工具栏的设计方式,创新设计了操作面板控制。文中的研发思路,设计方法,系统特点对我国业务软件的研制具有很好的借鉴作用。     

气象台站历史沿革信息及其对观测资料序列均一性影响的初步分析

气象台站历史沿革信息包含了可能影响气候资料序列均一性的重要信息, 是分析、检验、订正气候资料序列的科学参考依据。文章介绍了气象台站历史沿革信息的基本内容及我国气象台站变动的基本情况, 通过对气象观测资料比较分析, 说明台站迁移、环境变化、观测仪器类型以及观测时制改变, 直接影响到观测记录的比较性和连续性, 对长年代气候资料序列的均一性也有不同程度的影响。