基于雷电预警技术的风电设施防雷技术

风力发电技术迅猛发展,单机发电量不断增加,风电机组高度已增加到上百米,风电机组叶片遭受雷击风险也随之加大.通过雷电损害实例分析风机叶片雷击灾害机理,分析雷电击中风机叶片的形成和发展过程,总结大型风机叶片的特点和风电场的环境因素,以大气电场仪的预警数据为基础,结合前沿的等离子体防雷新技术,针对风力发电机的具体情况进行改进,提出实现风电叶片主动避雷的防雷技术构想,探索一种实现风电机组设备避雷的新思路.     

基于大气电场的雷电监测预警技术研究

通过安装于海口永庄地面观测站内的AMEO340大气电场仪监测到的2011年度大气电场资料,并结合闪电定位、多普勒雷达资料,重点研究小范围区域(监测点中心2km区域)内过顶雷暴天气大气电场特征,寻找雷暴发生时大气电场强度的预警阈值以及预警时间值,为今后针对高尔夫、油库等小范围区域开展雷电预警专项服务打下基础。     

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Android移动设备的闪电可视化功能设计与应用

闪电具有突发性、瞬时性、三维性等特征。其特征导致闪电监测数据基于web端的即时处理和显示受到限制,小范围内的雷电临近预警服务受到影响。基于Android移动设备利用GPS定位技术开展闪电数据可视化研究具有重要的意义。将闪电实时监测数据与GPS位置数据结合,集合采集、转化、整合和数据叠加等逻辑过程,通过直观添加覆盖物的方法,在Android移动设备地图上精确标注闪电发生的地点、强度以及发生距离等信息,实时显示用户附近20km以内的闪电情况。用户据此及时采取相应的防御措施,减少雷电灾害导致的生命和财产损失。     

雷电监测预警预报技术简述

从监测、预警和预报3个方面介绍了雷电研究的技术方法,目前国内外最新面向业务应用的研究表明:不同技术共存的多源化观测设备,有效地提高了雷电探测效率;以天气形势分型为主的雷电潜势预报,其预报结果具有很大的不确定性,且其预报精细化程度不够,引入适合本地的物理量参数实现对其结果校准,可以有效地提高雷电潜势预报的准确率;随着数值模式预报向全球化、精细化的发展,基于数值模式的雷电潜势预报是未来的一个重点发展方向;建立在多种高观测频次资料融合和有效外推基础上的临近预报,可提高雷电活动预警预报的准确性,大幅提高雷电预警的提前时间。     

基于微信的气象灾害预警信息精准智能推送技术的实现

本文提出了基于"江西预警发布"微信服务号的预警信息精准智能推送平台的设计思路和总体框架,搭建了由运行支撑层、数据层、服务层和业务应用层组成的业务平台,实现了基于位置的网格化临近预报信息的实时发布和预警信息的靶向发布,预警服务模式从"单向推送"向"双向互动"转变。研究应用了多项关键技术支持平台的智能化,包括基于位置服务(LBS)的实时预警、临近雨情、预警定制、定向群发和后台管理等平台核心功能技术。平台操作简单,使用便捷,为用户实时实地提供量身定制的预警服务。     

雷电临近预警预报技术的业务应用

中国气象科学研究院雷电物理和防护工程实验室承担科技部奥运攻关课题“奥运会雷电监测预警和预报关键技术研究”和气象新技术推广项目“雷电预警和预报技术在气象业务中的应用”以及业务建设项目等,针对北京地区强对流活动的特点,结合闪电定位系统和地面大气电场仪网对雷电活动的监测,以及卫星和雷达资料,提出典型区域强对流天气的闪电特征诊断和短时预报方案,     

基于雷达资料的雷电特征分析及预警

利用2009年6-8月南京Doppler雷达资料和江苏闪电定位资料,通过对雷电活动过程与雷达回波强度、回波顶高及垂直累积液态水含量的特征关系的分析,得出适合于江苏地区夏季（6-8月）雷暴预警的因子：40dBz回波强度发展到7 km高度及以上,垂直液态水含量（VIL）值达到25 kg/m2,风场在雷电发生前多表现为强烈的...     

基于卷积神经网络的雷电临近预警模型

从研究人工智能雷电临近预警模型的目的出发,以卷积神经网络模型为基础,结合多个时间序列的雷达产品(组合反射率、液态水含量、回波顶高)与闪电数据,对雷电临近预报方法进行基于卷积神经网络结构的应用,以福建省2017-2018年雷达、闪电数据为样本完成了模型的训练与预测研究.训练结果显示,15～30 min模型训练样本测试集准...     

基于多源监测数据的雷电预警方法

以浙江省气象台已经业务运行多年的基于雷达数据的雷电预警产品(预警时效为60min,分辨率为1km×1km,4个预警等级)为基础,融合闪电定位系统数据和大气电场数据,提出一种基于多源监测数据的雷电预警方法。使用2018年的观测数据进行预警效果检验,结果表明:雷电预警的漏报率为31.89%,空报率为30.54%,临界成功指数为60.53%,比使用单一监测数据的雷电预警效果有所提高。由此可见,该雷电预警方法对浙江省雷电天气的预警具有参考价值和指示意义。     

基于大气电场的雷电监测预警方法

利用大气电场强度数据设计了一种雷电监测预警方法,并对江西省南昌县2020年8月的一次雷电过程进行预测。首先对大气电场仪采集的电场数据进行去噪处理和缺失填补,然后利用经验模态分解法分解大气电场数据,得到大气电场数据的幅值和频率的分布特征,运用多元回归模型构建雷电预警模型,预测未来一段时间内的大气电场强度值。参考大气电场强度等级划分表,开展雷电监测预警。结果表明,运用模型预测的大气电场强度结果与实况之间的可决系数均在0.9以上,即大气电场强度预测结果与实况较为接近,该监测预警方法具有一定的可行性。     

基于干涉仪原理的甚高频雷电单站预警

针对目前闪电单站探测与预警装置的局限性,设计了一套基于闪电宽带干涉仪原理的甚高频单站雷电预警装置.该装置通过测量雷电(包括云闪与地闪)起始时刻的辐射信号到达竖直天线阵列的相位差,计算得到该信号的仰角,根据仰角估算雷电的距离,进而根据雷电的距离和活动特征进行雷电报警.单站测距误差分析结果表明,单站系统对半径50 km范围内闪电测距误差在25％以内,半径100 km范围内的闪电测距误差在30％以内.雷电单站预警装置对一次雷暴过程进行了观测,观测结果表明,该装置能有效探测半径100 km范围内的闪电活动状况,探测到的闪电频次分布、闪电距离与多站闪电定位结果保持较好一致性,证明其能有效探测周围闪电活动状况,起到提前预警雷暴的作用.     

基于大气电场资料的雷电临近预警研究

通过分析深圳地区2012年6—9月17次雷暴过程的电场观测资料,并结合广东省闪电定位资料,发现当雷暴云移近电场仪测站时,在测站的防护区内(距测站10 km半径范围内),闪电发生前的电场幅值快速增加且伴随有快变抖动的现象,并且快变抖动和闪电的发生具有0-1化对应关系,即当有电场的快变抖动出现的情况下,电场达到一定阈值并维持一段时间后,防护区内发生闪电的可能性很大.因此根据大气电场的波形特征,提取出与闪电相关性较高的因子,利用多元回归技术建立一套预报方程,根据该预报方程得出最佳预警参数.结果表明:当大气电场阈值达到0.86 kV/m,且在10.73 min内电场能维持在阈值上,并伴随有电场的抖动时,在防护区内发生闪电的可能性很大,预警准确率达53%.     

基于GIS的雷电灾害监测预警与数据处理系统

针对雷电灾害涉及的关键问题,基于ArcEngine开发平台,结合大型网络数据库sqlServer2005与空间数据库模型GeoIataBase,设计了具有3层逻辑结构的系统构架方案,构建了基于GIS的雷电监测预警与数据处理系统。该系统有效地将各种雷电数据与GIS平台进行无缝对接,并整合雷电预测模式,实现各种雷电数据基于GIS的实时监测处理与预测预警以及高效组织、存储与管理,满足各种雷电信息查询处理分析的需求;为气象部门对雷电灾害天气的监测、预报预警以及各种数据基于地理信息的处理分析等提供了有效的可视化平台,同时也为GIS与气象专业领域的结合进行了有益的探索。     

基于微信模板消息的天气预警智能推送系统建设

天气预警智能推送系统的建设是以微信模板消息功能特点为基础,同时结合天气预警推送需要,实现了基于位置的天气预警信息点对点发布。根据微信提供的模板消息,该系统可针对预警信息、突发应急信息、强灾害性天气影响等采用不同的模板来实现信息的智能推送。系统设计后台采用多线程处理技术,提高预警推送效率,确保预警信息在10 min之内到达用户端,并且利用用户ID绑定等方式实现用户对预警信息的分区自主定制。基于微信模板消息的天气预警智能推送系统是精细化预警发布方式的重要探索,很好地提高天气预警信息传播覆盖面和传播效率。     

地面电场资料在雷电预警技术中的应用

论述利用地面电场仪的探测资料对雷电预警预报的技术方法，以大气电场测量为基础，利用地面电场仪的组网，实现自动、连续、实时监测雷雨云中强雷电活动中心在地面产生的电场强度、极性以及闪电数等，提供监测范围内雷暴强电荷活动中心的发生发展演变特征和整个雷暴过程中雷电活动位置和发展信息。同时结合闪电定位系统的观测，为雷电的监测和预报提供更充分的信息。     

基于多源资料的新会雷电预警效果检验

利用粤港澳闪电定位以及江门新会电场强度资料,挑选了2017年14次强雷电天气过程,对比分析了闪电发生前的电场强度和差分电场强度分布特征,进一步检验了电场阈值和差分电场阈值下雷电预警效果。结果表明：(1)新会电场站附近闪电密度中心达到18次/km²,西北部闪电密度高,东南部低。(2)闪电距离越近,发生闪电前30 min产生的最大电场、平均电场强度越强,闪电的差分电场值较大,10～20 km闪电产生的电场极性较为稳定。(3)用电场阈值进行预警时,新会电场阈值设定建议不超过6 kV/m;用差分电场阈值进行预警,能提高临界成功指数(CSI)、降低虚警率(FAR),对于中短距离(14 km内)的闪电预警效果更好。(4)对于准确预警的雷电,雷电距离越近,或电场(差分电场)阈值越大,雷电预警的提前量越小;采用差分电场阈值时,较采用电场阈值的预警提前量整体减小,阈值5 kV/m内10～20 km雷电预警提前量下降更为明显。     

基于地面电场的凉山地区雷电预警方法研究

本文利用凉山地区2014~2015年雷电实况观测资料和地面电场资料,采用电场强度阈值预警和电场极性跳变预警两种方法对地面电场预警雷电天气的有效性进行了分析,并综合这两种方法,选取电场强度E和电场变化率△E两个参数,分雨季、非雨季(包括干季和过渡季节)确定了预警阈值,并检验了预警有效性。结果表明:(1)不同季节的雷电天气地面电场预警阈值不同。(2)综合运用E和△E的预警阈值这两个参数进行雷电天气预警,可小幅度提高其预警有效性。     

基于Android的移动气象信息传输监控软件开发

介绍如何利用Mono for Android、ASP.NET、C#开发一套可以在智能手机上使用的上行气象信息传输实时监控软件,以保障上行气象信息的时效性。从软件的需求分析、软件架构、软件实现等方面阐述了如何在技术上安全、及时、准确的实现对气象信息传输情况的实时监控,并对主要功能的实现与优化进行了详细介绍：通过Web Service技术获取、发布传输监控信息、进行用户权限控制,优化Web Service性能,以保障监控信息安全、高效的传输;利用后台服务、隐式线程、定时警报实现快速响应、节约系统开销的手机客户端;构建兼容性、独立于分辨率的UI。