介质击穿模型参数对雷电先导放电数值模拟的影响

为研究介质击穿模型参数的选取对雷电先导放电数值模拟结果的影响,以雷云荷电模型和WZ模型为基础,模拟计算了三维先导放电通道在50 m空间分辨率下的分形维数和先导临近对地面电场峰值的增强程度.统计分析结果表明:分形维数随着概率指数和电场击穿阈值的增大而减小,但随着通道内电场的增大先减小而后基本趋于稳定,且概率指数对分形维数的影响程度最为剧烈,电场击穿阈值次之,通道内电场的影响相对最弱;地面电场峰值的增强程度随着通道内电场和电场击穿阈值的增大而减小,但随着概率指数的增大先减小而后基本趋于稳定,且通道内电场对地面电场峰值增强程度的影响最为剧烈,概率指数次之,电场击穿阈值的影响相对最弱.     

35kV绝缘子雷电冲击下闪络特性实验分析

用盐水浓度模拟污秽物导电特性,用400 kV冲击电压发生器对35 kV陶瓷支柱绝缘子和复合支柱绝缘子进行了1000余次雷电冲击电压下的干闪、湿闪和人工污秽试验,对起始闪络电压和伏秒特性曲线的变化规律进行了探索.实验结果表明,陶瓷绝缘子的起始闪络电压比复合绝缘子更容易受到污秽物的影响,但其闪络形成时间受盐水浓度和表面湿度的变化影响不大,而复合绝缘子则会受到较大影响,这在电力系统绝缘配合设计方面需要重视.本文对35 kV陶瓷绝缘子和复合绝缘子在雷电冲击电压下的闪络特性开展了实验研究.     

基于信息扩散理论的雷电天气关注度研究

利用重庆市北碚地区2009-2011年的12121气象信息电话拨打次数与闪电定位系统监测数据,应用基于信息扩散理论的风险评估方法,重点分析社会公众对雷电天气的关注度.结果表明:社会公众对雷电天气的关注度随关注度风险水平的增加而逐渐增加,雷电天气关注度随着季节变化各异,从高到低依次为春季、夏季、秋季、冬季;基于闪电定位数据计算的关注度理论值较为准确地反映实际情况,且通过显著性检验;基于此,将社会公众对雷电天气事件的关注度风险等级划分为一般风险水平、中风险水平、高风险水平,为雷电灾害防御管理提供决策理论依据.     

华东地区一次飑线过程的地闪演变特征

为深入了解飑线的触发机制和其地闪活动演变特征,本文利用全国地闪定位资料、常规气象观测资料、雷达资料,分析了发生在安徽和江苏地区的一次飑线过程的天气背景、地闪时空分布特征及其与雷达回波之间的关系。结果表明,飑线的发生依赖于"下湿上干"的不稳定大气层结,低层的辐射逆温层加剧了不稳定能量的积累,槽前高低空急流和副热带高压带来了充足的水汽和热量,同时低涡和切变线提供动力条件。此次飑线过程中,负地闪占主导,一般集中于45~55 d BZ的强回波区,而正地闪更容易发生于强对流中心外围30~45 d BZ的次强回波区内,负地闪和正地闪的频数演变特征在飑线成熟阶段基本一致,但正地闪在对流云体减弱时却显得相对活跃。地闪活动集中于回波顶高8~14 km且40 d BZ回波顶高突破了0℃层结高度尤其是突破了-10℃的区域。随着对流系统的减弱负地闪的发生位置更加趋近于强回波中心,而正地闪主要分布于回波单体之间的过渡区,对单体的对流强度要求较负地闪要低。     

内蒙古巴彦淖尔市冰雹天气云地闪电特征分析

利用闪电定位数据和雷达数据,对内蒙古自治区巴彦淖尔市地区2009~2015年37次冰雹过程的地闪特征进行分析。地闪数据的统计分析结果表明,正地闪占总地闪比例大于25%。正地闪强度较大,负地闪强度较小,地闪发生频数在降雹前一般低于3 fl/5 min,降雹后负地闪频数有明显增大。雷达和地闪定位数据的个例对比分析表明,降雹前强回波区附近以正地闪为主,地闪频数低,地闪的空间分布与对流云系的发展阶段有一定关系。地闪的空间分布可能指示云系移动方向,强回波区正地闪的时空分布可能对冰雹天气的预判有一定帮助。     

中国不同地区闪电活动和气溶胶的相关性研究

基于10年(2002~2011)卫星观测资料,研究气溶胶浓度(以气溶胶光学厚度AOD代替),地面温度,相对湿度,海拔高度以及其他数据对中国两个不同地区夏季闪电活动的响应。结果表明,不同地区闪电活动主要影响因素不同。对于气溶胶浓度低的地区(AOD_(ave)=0.14),地面温度(偏相关系数为0.745)、海拔高度(偏相关系数为-0.613)可能是影响该区域闪电活动的主要因素;对于气溶胶浓度高的地区(AOD_(ave)=0.60),地面温度(偏相关系数为0.87)、气溶胶浓度(偏相关系数为-0.823)、相对湿度(偏相关系数为0.818)可能是影响该区域闪电活动的主要因素。另外气溶胶浓度低和高的两个地区气溶胶对闪电活动的影响是相反的。对于气溶胶浓度低的地区,闪电密度与AOD,冰粒子光学厚度(IOT)呈明显正相关(R=0.81,0.82),气溶胶可能主要通过微物理过程增加云滴数量,随之冰粒子含量增多,增强雷暴云活动,促进闪电活动的发生;对于气溶胶浓度高的地区,闪电密度与AOD呈明显负相关(R=-0.78),地面气温与AOD呈负相关(R=-0.29),而IOT与闪电密度无相关性(R=0.09),表明气溶胶可能通过辐射效应,使到达地球表面的太阳辐射降低,地面温度降低,雷暴云强度减弱,使冰粒子含量减少,导致闪电活动减弱。     

一种区块链网络下的去中心化存储空间交易系统

为了解决中心化存储带来的一系列问题,结合区块链、智能合约、闪电网络等关键技术,提出了一个应用于区块链网络环境下的去中心化存储空间交易系统。根据不同的订单情况提供3种数据编码方案,在保证用户数据安全的同时有效提高了存储节点的空间利用率和数据恢复效率,并增强了对于分布式存储复杂环境的适应性。此外,通过闪电网络搭建了链下微支付通道,设计了“一日一结”的租金交付机制,有效缓解了链上的数据存储压力。相比于以往的分布式数据共享存储系统,该系统同时支持去中心化、短时租赁和多币种支付,更能满足当前时代分布式存储空间租赁的需求。     

基于希尔伯特黄变换和决策树的电压暂降源识别方法

电压暂降源的准确识别对治理电压暂降问题和改善电能质量具有重要意义。雷击故障和普通故障造成的电压暂降特征不同,对电网的影响有差异,相应的治理措施也不同。传统的暂降源识别主要考虑了短路故障、变压器激磁和大型电机启动三类暂降源,将雷电冲击单独列为一类进行识别,提出一种基于希尔伯特黄变换(Hillbert-Huang transform, HHT)和决策树的暂降源识别方法。基于HHT变换后的曲线差异提取分类特征,并通过构建分类决策树自适应确定特征阈值。使用PSCAD/EMTDC搭建了普通故障、雷击故障、变压器激磁和电机启动四类暂降源仿真模型,通过仿真验证并与现有识别方法对比分析以及实际应用结果表明,所提方法简单有效、识别准确率高、有实用价值。     

基于贝叶斯推断的风云四号闪电成像仪中虚假信号滤除

多种原因使得风云四号A星(Fengyun-4A,FY-4A)闪电成像仪(lightning mapping imager,LMI)探测到的发光事件中包含大量虚假信号,且目前针对不同的噪声来源采用不同的滤除方法。因此,为寻求一种较通用的、能同时滤除不同来源虚假信号的方法,尝试采用贝叶斯概率推断对2017年8月8日京津冀地区一次雷暴过程中的LMI实测数据进行虚假信号滤除。首先,采用国际上惯用的卫星闪电聚类参数化方案,将时间间隔小于330 ms且空间间隔小于16. 5 km的事件认为是闪电引起的连续信号,不满足此条件的则视为孤立的虚假信号而被滤除。然后,根据连续信号的辐射强度和该位置处的背景亮度与孤立虚假信号之间的差异性,采用贝叶斯概率推断来滤除连续信号中的虚假信号。考虑到贝叶斯推断可能存在误差,进一步根据闪电时空连续性特征设计了信号再判断方法,尽可能地滤除虚假信号且保留真实闪电信号。最后,利用云顶亮温资料及全球闪电定位网(worldwide lightning location network,WWLLN)数据对滤除结果进行初步检验。结果表明:虚假信号约占所有信号的50%;滤除虚假信号后,90%以上的信号分布在云顶低于240 K的区域内,且与WWLLN闪击点具有较好的对应。这种同时考虑信号时空连续性及不同信号间特征量差异性的虚假信号滤除算法,为设计更通用高效的虚假信号滤除算法做出了尝试。     

基于源电荷模式的改进型地闪先导在有耗大地情况下电场分布特征

基于源电荷先导模式建立了适用于有耗大地情况下先导电场的计算模型,并利用人工引雷观测数据对模型进行了验证。运用新模型通过对有耗大地情况下地闪先导电场影响因素的模拟分析,结果表明当先导通道电荷密度分别呈线性、均匀和指数分布形式时,其模拟的地闪先导电场幅值都随着先导通道高度的增大而趋于稳定,对先导电场起有效作用的是先导通道贴近地面的一定高度内电荷分布且与离通道的距离有关;先导电荷的传播速度对先导电场波形的半峰值宽度有显著影响,而大地相对介电常数同时影响着先导电场波形的幅值和半峰值宽度,且随着相对介电常数值的增大影响逐渐减小,当相对介电常数为20时与理想情况仅仅相差5%。