基于地闪数据的雷电流幅值累积频率公式探讨

利用2007年和2008年浙江省气象部门闪电定位系统的地闪监测数据,应用Matlab数学软件中的曲线拟合工具箱,以最小二乘法原理对IEEE推荐公式和我国规程推荐公式进行最优化拟合,得出前者拟合效果优于后者的结论。通过分析IEEE推荐公式计算结果与实际值之间的相对误差,发现正闪雷电流幅值累积频率在(1kA,270kA)范围内相对误差绝对值较小,最大不超过10%;而负闪雷电流幅值累积频率在(-1kA,-300kA)范围内相对误差绝对值较大,最大值约为38%。针对上述情况,利用数学软件拟合出负闪(-1kA,-300kA)相对误差曲线的近似函数,修正了原累积频率公式,大幅度减小了其相对误差。其适用范围也从原来的(2kA,200kA)放宽至正闪(1kA,270kA)、负闪(-1kA,-300kA)。     

雷击地闪密度与雷暴日数的关系分析

根据美国卫星观测得到的我国各省区年平均总闪电资料并计算出各省区的年平均地闪密度(以下简称地闪密度);根据全国各省区220个站点的年平均雷暴日资料,按照<建筑物防雷设计规范>GB50057-94(2000年版)(以下简称<规范>)公式计算出全国各省区的地闪密度.比较两种方法得出的地闪密度,发现存在较大的差异,且不同区域差异变化很大.用单位雷暴日地闪密度概念,分析了我国各地单位雷暴日地闪密度的差异及其原因,指出单位雷暴日地闪密度能粗略反映与我国气候特征相适应的地闪密度的分布状况.进一步分析湖州市2007年人工观测和闪电定位仪观测的闪电资料,得到相同的结论.从而提出<规范>规定的地闪密度计算公式存在较大误差,应对其进行进一步的修订和完善.     

湖州市雷暴活动特征分析

应用湖州地区4个气象站多年雷暴观测资料及浙江省闪电定位系统观测资料,从区域分布、年际变化、月际变化及日变化等方面对湖州地区雷暴活动进行了详细的分析。湖州地区年均雷暴日为34.7 d,山区的雷暴日明显偏多。每年的3—9月是雷暴活跃期,7月最多,1月和12月最少。湖州地区雷暴活动日变化呈现双峰特点,最高峰出现在14—15时,次高峰出现在21时,7—9时是最低值区。应用趋势分析法,发现近50 a湖州地区雷暴日数呈现出在波动中减少的趋势。进一步应用小波分析得出湖州地区的雷暴日数具有8～9 a的震荡周期。近50 a湖州地区雷暴活动经历了3个活跃期和2个减弱期,目前正处于第3个活跃期中。湖州地区雷暴活动平均每8.5 a出现1个达到严重事件标准的年份,严重偏多和严重偏少的年份基本相当;每22.4 a出现1个异常年份,主要表现为异常偏多。     

宽波段傅里叶变换太阳光谱仪等光程差采样系统设计

太阳成像光谱探测是诊断太阳大气磁场和热力学参数的主要手段. 傅里叶变换太阳光谱仪(Fourier Transform Solar Spectrometer, FTSS)具有宽波段的优势, 是当前中红外高分辨率太阳光谱探测的最佳选择. FTSS通过采集目标辐射等光程差干涉图, 反演获得光谱图, 等光程差采样的间隔决定了反演光谱波长范围. 因此从FTSS宽波段光谱观测对不同等光程差采样间隔需求出发, 基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array, FPGA)技术, 采用全数字分频、倍频方案, 设计了一套宽波段FTSS等光程差采样系统. 采用分布式余数补偿方法, 有效解决了在参考激光干涉信号倍频过程中, 输出采样信号在输出信号周期间误差累积问题, 并降低了输出采样信号的误差及非均匀性; 经功能仿真及实验测试, 系统在200Hz--50kHz频率范围内, 频率误差delta $<$ 0.04%, 可有效满足FTSS的300nm--25μm宽波段的光谱观测数据采集需求, 为后续可见和红外波段FTSS的研制奠定了技术基础.     

CMOS图像传感器在太阳磁场观测中的应用研究

磁场是太阳物理的第1观测量,当前太阳磁场观测研究正迈向大视场、高时空分辨率、高偏振测量精度以及空间观测的时代.中国首颗太阳观测卫星—先进天基太阳天文台(ASO-S)也配置了具有高时空分辨率、高磁场灵敏度的全日面矢量磁像仪(FMG)载荷,针对FMG载荷的需求,讨论了大面阵、高帧频互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor, CMOS)图像传感器应用于太阳磁场观测的可行性.首先,基于滤光器型太阳磁像仪观测的原理,比较分析了目前CMOS图像传感器(可用的或是可选的两种快门模式)的特点,指出全局快门类型更适合FMG;其次搭建了CMOS传感器实验室测试系统,测量了CMOS图像传感器的像素增益及其分布规律;最后在怀柔太阳观测基地的全日面太阳望远镜上开展了实测验证,获得预期成果.在这些研究基础上,形成了FMG载荷探测器选型方向.     

建筑物雷击次数等效截收面积计算方法

采用滚球法,结合规范的有关规定,分析了周边建筑物对所考虑的建筑物等效面积的影响.在周边建筑物与所考虑的建筑物平行且忽略建筑物宽度的条件下,详细讨论了建筑物低于100 m时周边有等高、比它高和比它低的其他建筑物3种情况下,与建筑物截收相同雷击次数的等效面积的计算方法,并推导出计算公式.在此基础上,与规范规定的计算公式进行了对比,指出了规范中计算公式的局限性.该研究结果可满足更精细的防雷技术工作需要.     

Landsat 8影像水边线提取方法比较研究

传统的海岸线调绘方法比较费时、费力,而且资金消耗巨大,因而会逐渐被遥感技术所取代。本文利用Landsat 8的OLI数据提取长江入海口处的九段沙水边线。由于水体、土壤等地物的光谱特征不同,所以可以选择不同的方法进行提取。本文选用了灰度阈值法、边缘检测法中的Soble算子和Roberts算子、改进的归一化水体差异指数(MNDWI)等方法对水边线进行提取研究,并对结果进行比较分析。发现Landsat 8中的第一波段有利于水边界线提取,边缘检测中的Soble算子提取的九段沙水边线可以得到较好的结果。     

雷电防护深井法降阻效果分析

通过对钢管作垂直接地极接地电阻的理论计算和工程实践,分析了深井法降阻与土壤电阻率、接地极深度及接地极直径的关系。研究表明：深度越深,降阻效果越差;土壤电阻率越大,降阻效果越好;直径越大,降阻效果越差。从接地极电流密度、接地极放电的端部效应等因子的影响对深井法降阻效果的特点进行了定性的解释。同时考虑到雷电流的大地趋肤效应,从建设成本考虑,提出不宜在土壤电阻率较低的地区推广深井法,且接地极直径达到一定大小后,再增加直径的降阻效果已不明显,性价比不高,故接地极的直径也不宜太大。     

AIMS望远镜8～10微米成像终端系统装调检测方法

针对用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统(Accurate Infrared Magnetic field Measurements of the Sun,AIMS)望远镜8～10μm真空制冷成像终端系统的高精度装调需求,提出了一种基于中红外可调谐激光光源的宽谱段干涉检测和装调方法.首先,采用泰曼-格林干涉仪,利用参考...     

气象观测场防雷设计与施工中需注意的几个问题

气象观测场遭雷击事件时有发生,影响正常工作,造成资料的缺失。本文通过对气象观测场防雷现状的分析,指出防雷设计的不全面、不合理和施工的不规范是造成雷击事件的主要原因之一。文章详细讨论了气象观测场直击雷防护、信号系统及电源系统雷电防护中存在的问题,并提出了改进措施。