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雷電的形成及雷電探測(cè)裝置的分類【易造】

雷電的形成及雷電探測(cè)裝置的分類,在正常的天氣條件下,大氣中的正,負(fù)電荷處于平衡的狀態(tài)。此時(shí),相對(duì)于大氣以及地面上的物體,大地?fù)碛懈嗟呢?fù)電荷。然而,當(dāng)一個(gè)雷電風(fēng)暴開(kāi)始形成時(shí),電荷將發(fā)生極化,該極化分為三個(gè)部分:云端頂部的正電荷,中間部分負(fù)電荷區(qū)( -10 -20),以及在冰點(diǎn)附近的一小部分正電荷。由于云的較低部分充滿了負(fù)電荷,從而引起大地以及地面上物體充滿了正電荷,從而在大氣中產(chǎn)生可達(dá)數(shù)萬(wàn)伏的電場(chǎng)。從可觀測(cè)和測(cè)量的角度,雷電的形成分為以下四個(gè)步驟:

階段一:電荷的分化和積累階段。在此階段能夠探測(cè)到大氣電場(chǎng)的上升,但一般并沒(méi)有成熟的雷電形成。

階段二:云間放電過(guò)程。在此階段,由于電荷的分化和積累達(dá)到一定程度,在云內(nèi)或云間產(chǎn)生了放電活動(dòng)。此時(shí),可以聽(tīng)到雷聲,或看到云內(nèi)的閃電。

階段三:云與地放電過(guò)程。在此階段,一個(gè)成熟的雷電活動(dòng)已經(jīng)形成,大量的云閃與地閃正在發(fā)生

階段四:消散過(guò)程。由于放電結(jié)束,云層中的電荷重新趨于平衡,大氣電場(chǎng)也隨之下降至平衡狀態(tài),一般小于300v/m。

綜觀,在所有的階段中,大氣電場(chǎng)的上升是雷電形成的主要表征之一。尤其在雷電活動(dòng)還沒(méi)有產(chǎn)生時(shí),大氣電場(chǎng)是目前本地唯獨(dú)可以觀測(cè)到的與雷電形成有直接聯(lián)系的物理數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō),一個(gè)在形成中的雷云會(huì)對(duì)半徑10~20km范圍內(nèi)的大氣電場(chǎng)產(chǎn)生影響。因此建立本地雷電預(yù)警系統(tǒng),大氣電場(chǎng)探測(cè)儀是必不可少的儀器。

另一方面,當(dāng)雷電活動(dòng)已經(jīng)發(fā)生時(shí),無(wú)論是云間放電還是云對(duì)地放電,都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的空間電磁場(chǎng),這種電磁場(chǎng)可以在較遠(yuǎn)的距離被探測(cè)到。一般云間放電過(guò)程可在32km范圍內(nèi)被探測(cè)到,而云對(duì)地放電可在60km范圍內(nèi)被探測(cè)到。


依據(jù)不同的探測(cè)方式,雷電探測(cè)裝置的分類為以下三類:

1類探測(cè)儀(場(chǎng)強(qiáng)測(cè)量法FSM: 該類儀器可以探測(cè)到整個(gè)雷電過(guò)程。由于探測(cè)范圍主要在10~20km半徑范圍內(nèi),因此一般被稱為本地雷電探測(cè)裝置。

2類探測(cè)儀(磁定向法MDF: 該類設(shè)備能夠探測(cè)到雷電形成的第二及第三階段變化。云間放電會(huì)釋放出非常高頻的電磁波,一般為100mhz,該設(shè)備的有效率為80%以上,所在區(qū)域的不確定性小于5km。由于該類探測(cè)儀器可以在本地的大氣電場(chǎng)受到影響之前就探測(cè)到遠(yuǎn)程的雷云活動(dòng),因此一般被稱為遠(yuǎn)程雷電探測(cè)裝置。

3類探測(cè)儀(射頻信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量法RFM: 該類設(shè)備能探測(cè)到雷電形成的第三階段。探測(cè)距離約100km,一般都是氣象愛(ài)好者使用。

綜上所述,1類探測(cè)儀對(duì)于本地形成的雷電活動(dòng)有很好的提前效應(yīng),但是對(duì)于遠(yuǎn)程已經(jīng)形成的雷電無(wú)法及時(shí)預(yù)知;2類探測(cè)儀對(duì)于本地的雷電活動(dòng)探測(cè)的提前性不足,但是卻能在更大范圍內(nèi)預(yù)判遠(yuǎn)處雷電活動(dòng)的方向和趨勢(shì)。因此,采用1+2類的探測(cè)方式能夠?yàn)槿娴膶?duì)雷電活動(dòng)進(jìn)行預(yù)判,從而真正實(shí)現(xiàn)雷電預(yù)警的保護(hù)作用。

 

雷電探測(cè)裝置


EZ5.0 高性能雷電預(yù)警系統(tǒng)是杭州易造科技有限公司推出的新一代雷電預(yù)警系統(tǒng),采用FSMMDF技術(shù),同時(shí)監(jiān)測(cè)周圍20公里內(nèi)的大氣電場(chǎng)電場(chǎng)以及磁場(chǎng)變化,雷電預(yù)警準(zhǔn)確率達(dá)至90%以上,預(yù)警時(shí)間比傳統(tǒng)預(yù)警時(shí)間可提前10-20分鐘,尤其適合景區(qū),石油石化,電力,通信,交通等對(duì)防護(hù)等級(jí)要求較高的場(chǎng)所。


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2021-10-06

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