基于闪电定位系统的重庆地区地闪日分布特征分析

采用重庆地区闪电定位资料(1999-2008),通过数理统计等方法,重点分析重庆地区地闪日分布的特征.结 果表明:全市闪电发生频率呈现双峰双谷状态,二个高频时期分别为0:00-3:00和13:00-16:00;闪电雷电流幅 值的两个峰值时段分布在凌晨和正午前夕;夜间闪电比例达到60%以上,主要分布在22:00-04:00,为典型的夜 间主导型地区;全市夜间闪电百分率可以分为5个等级.在此基础上,对夜闪分布进行了区划,得到了地形、太阳 辐射的日循环和季节性变化是影响日分布特征形成的重要因素.     

山东两次强对流天气中尺度对流系统的闪电特征分析

利用闪电定位资料叠加红外辐射亮温(TBB)、雷达资料,分析了山东连续两次强对流天气过程中出现的两个中尺度对流系统(MCS)、飑线、超级单体的闪电特征,结果表明:两个MCS正地闪比重很大,强盛阶段能达一半左右。地闪多分布在TBB小于220 K、对流发展旺盛且TBB梯度大的地带,地闪的分布可以很好地指示对流区;总地闪的变化与TBB极值和降水量有对应关系;对流云合并促进2016年6月14日中尺度对流系统(MCS)强烈发展,使其在初生发展阶段正闪居多并降雹。飑线中地闪多位于强回波区附近35~45 d Bz中;初生发展阶段地闪多集中于对流区,正闪多分布于云体倾斜度大的区域;成熟阶段地闪向层云区转移,多集中在低层入流边界后部,后侧入流急流上。超级单体在降雹前及降雹初期以正地闪为主,降雹前地闪频次迅速降低;降雹后,单体下沉气流增强且质心下降引发地闪猛增,最大反射率与地闪频数的变化趋势基本一致;最大反射率和回波顶高维持大值与地闪频数的骤减可以作为冰雹预测的指标。     

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。     

基于小波的回击辐射场的分形分析

根据2002年夏季青海慢天线电场变化野外观测资料,应用基于小波变换模极大的标度分析方法,对120例负地闪首次回击辐射场的标度特征进行了分析,发现辐射场具有明显的分形性,维数平均为1.4,辐射场维数可能是与闪道分形性有关的重要的地闪参量.     

基于Biexponential基电流传输线通道模型的地闪回击近场电磁环境

地闪回击过程中产生的雷电电磁脉冲作为一种场强幅度大,频谱分量复杂的高功率电磁脉冲,其在回击近场区会形成极为复杂的电磁环境。随着微电子技术的快速发展,微电子设备电磁敏感度大大提升,从三维空间入侵的雷电电磁脉冲对于电子及电气设备的电磁危害不仅限于干扰其正常工作,更有甚者会造成设备的损毁。利用基于Biexponential基电流函数的传输线通道模型,模拟地闪回击物理过程以研究回击近场区综合电磁环境。研究结果表明:利用基于时域有限差分法的XFDTD电磁场仿真软件,可以便利地获得形象直观的回击近场区三维电磁场分布情况。回击近场区复杂的电磁环境会严重影响电子设备的正常运行,近场区LEMP的电磁危害不可小觑。     

利用LabVIEW设计多参数采集监测系统

根据各个领域需同时采集多种工况参数的实际需求,利用LabVIEW软件以串口通信的方式设计一种对温度、压力、光纤及霍尔四种参数进行实时采集与监测的虚拟仪器系统,实现对采集的参数进行线性化处理、仪表与波形图表显示及数组形式存储管理的功能,具有可扩展性和易升级性,大大降低了系统成本。     

发生冰雹灾害的对流性天气地闪特征分析

利用地面雷电定位系统的观测资料,结合天气背景及地理特征,对2004～2006年期间发生在湖南省湘西自治州、邵阳市、株洲市等3市（州）的10起冰雹灾害天气进行综合分析,并详细分析3次典型过程的地闪特征,结果表明：冰雹天气都伴有地闪发生,地闪平均持续时间为2h左右,每10min的地闪峰值在1～19次之间,正地闪比例不高,与北方冰雹天气的高正地闪频数特征存在明显不同,持续过程中都会出现地闪频数峰值或次峰值,其平均雷电强度和平均雷电陡度均高于一般雷暴天气．     

基于三维多上行先导模型的高建筑物年雷击次数分析

为提高建筑物安全性,更准确评估建筑物雷击风险,利用三维多上行先导模型模拟雷击建筑物,计算出建筑物的年雷击次数。首先,通过改变模型中建筑物高度,闪电始发位置和闪电强度进行大量模拟,计算出闪电从不同位置始发时建筑物的雷击概率;然后,对建筑物上空一定范围内始发闪电进行总体分析,计算出不同高度建筑物的年雷击次数;最后得出一个利用建筑物高度和闪电强度计算的经验公式。结果表明：模拟得出的结果与观测结果相近,相较于《建筑物防雷设计规范》(GB 50057—2010)以及一些利用二维模型得出的经验公式,在一定程度上更精确的计算了建筑物的年雷击次数。     

基于ArcGIS的三维闪电数据图形显示系统

针对三维闪电探测仪大规模组网后,接收和解算的定位数据大幅增加,国内缺少专用于三维闪电数据监测显示与处理制作方面的软件,使用B/S(Browser/Server)架构结合ArcGIS地理信息平台,Oracle、 SQLite数据库等技术方法,开发了三维闪电数据图形显示系统。利用状态数据接收与解析入库、探测仪实时状态统计等功能模块设计出状态监控子系统;利用定位数据实时统计、历史查询、三维显示等功能模块设计出实时显示子系统,联合具有数据服务产品生成功能的产品制作子系统组成图形显示系统,以国家三维闪电探测网为实际应用背景验证系统功能和运行状况。结果表明,三维闪电数据图形显示系统直观友好、监控及时、功能齐备、产品丰富,是雷电科研领域的有益工具。     

水质多参数监测系统设计

为了实时监测水质参数,准确掌握水文信息,设计了基于ARM嵌入式技术的水质多参数实时监测系统。系统以ARM处理器920TS3C2410为主控器,运用最小二乘法温度补偿原理及嵌入式技术对水质多参数进行采集、处理及分析,并通过GPRS模块将水质数据传送到监测站。测试结果表明,该系统监测准确,运行稳定,实现了对水质多参数的实时监测。     

雷电定位及雷电信息实时处理系统

本文阐述了雷电信号的接收、鉴别和定向原理,定位仪优化定位原理,雷电流的计算方法等。并概括介绍了此系统在浙江雷雨季节的部分实测结果。     

两种闪电定位资料的对比分析

为更准确地应用闪电定位资料,实现资料的共享、互补,更好地为防雷减灾服务,利用贵州省2017年ADTD、VLF/LF两种闪电定位资料,运用数理统计等方法结合SPSS、MATLAB和ArcMap对闪电频次、雷电流强度等的时间分布和雷电流强度变化等进行对比分析。发现贵州省云闪中正闪发生的概率较高,正闪比例的峰值区域集中在冬季且雷电流强度最高; ADTD的雷电流强度整体大于VLF/LF,均较符合高斯分布;从探测到的闪电次数分析VLF/LF的探测效率较ADTD高。可见两套系统探测结果存在异同,因受探测站点安装时间的制约,需要积累长时间数据进行对比分析。     

大桥防直接雷击设计初步分析

根据现代防雷理论和《国家建筑物防雷设计规范》GB50057-94(2000年版),对大桥防直接雷击设计措施作初步的技术分析,从大桥防雷类别的确定和接闪器、引下线、接地体的设置等方面,得出了若干科学可靠、经济合理的大桥防直接雷击的具体设计措施。本文的分析,对于大桥的防雷工程设计具有一定的指导意义。     

加速电荷辐射原理求解雷击水平导体辐射场

雷击电力和通信线路或建筑物水平金属时,雷击点处或导体弯曲处会辐射出较强电磁场,分析雷击水平导体周围电磁场对于周边物体雷电防护具有重要意义。根据经典电动力学中加速电荷产生辐射场的原理,将雷击水平导体辐射电磁场分成通道产生电磁场和导线产生电磁场两部分,两者因传播速度不同分别建立不同运动电荷辐射场模型。实例以地面上水平导体受雷击及90°直角折弯导线流经雷电流后电磁场作分析,并绘出对应的辐射电场波形。分析结果表明雷击导体附近辐射电场主要由雷击点和弯曲点处电荷加速与减速引起。加速电荷辐射场分析法与偶子极等方法有异曲同工之妙,且更有助于理解雷击处电磁辐射物理机制。     

基于四阶累积量的近场源三维参数联合估计

针对近场窄带信源仰角、方向角和距离三维参数的估计问题,提出了一种新的近场源三维参数的联合估计方法。该方法利用特征值及相应特征向量和四阶累积量估计信号参数,不需要进行谱峰搜索,只需一维参数匹配,计算量适中,并且适用于加性高斯噪声环境。仿真实验证明,当信噪比为0时,该方法仍能够正确估计信源的参数。     

基于BP神经网络的三维地质参数预测及立体图显示

基于现代神经网络数理统计新技术，提出一种简易可行的ＢＰ神经网络三维估值模型，以此可根据研究区域的已知资料对其未知点处的储层参数值进行高分辨率的预测；采用立体等值线图可视化技术来实现该模型估值的直观图形显示，充分揭示三维地质体某种特征参数的纵横向变化规律．最后成功地处理了Ｓ盆地中部气田马家沟组地层压力数据，结果表明，该法是一种有效的高分辨率估值技术，在油气藏描述中值得推广使用．     

基于ARM的气象数据采集系统的研制

针对目前国内气象数据采集器几乎是利用国外产品的现状,给出了一种基于ARM(Advanced ReducedInstruction Set ComputerM ach ines)嵌入式处理器的多通道气象数据采集系统的设计方法。通过软、硬件技术的结合,实现了8通道模拟信号的采集,发挥了嵌入式系统在气象数据采集系统中的运用优势。同时采用CF(Compact F lash)卡存储技术和USB2.0(Un iversal Serial Bus 2.0)技术、以太网通信方式,弥补过去气象数据采集器通信方式单一、存储方式固定、软件设计复杂等缺点。实验结果表明,该数据采集系统采样精度达到14 b it,采样率为140 kHz/s,并实现了CF卡存储和3种不同通信方式。     

基于三维直方图聚类特性的非监督图像变化检测方法

针对图像非监督变化检测算法进行了研究,提出了一种新的检测方法. 基于差异图像的三维直方图聚类特性,利用改进的一维最大熵寻找三维直方图最佳的平面阈值和平面方向;由其共同确定三维直方图的最佳划分平面,将三维直方图划分成变化聚类和非变化聚类;再根据三维直方图聚类划分结果完成差异图像的变化检测. 理论分析和实验结果表明,该方法相对传统检测方法具有更好的检测性能.