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题名闪电电场波形脉冲序列极性变化及成因
被引量：1
- 1
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作者
闵应昌
王彦辉
刘亚栎
刘银萍
赵果
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机构
南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室
中国科学院平凉陆面过程与灾害天气观测研究站
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2022年第24期10417-10424,共8页
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基金
国家重点研发计划(2017YFC1501502)
国家自然科学基金(41675006,91537209,41875002)。
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文摘
地基闪电探测站记录的闪电电场信号普遍存在极性反转现象,不同测站的极性反转时刻不同,目前对该现象没有较清晰的认识。详细阐述了闪电放电引起的电场变化信号的测量原理,在此基础上,利用宽带电场和甚高频辐射数据,结合闪电甚高频辐射源的定位结果,分析了闪电电场脉冲极性反转现象的特征和原因。对比基站间距为5 km量级的多站数据,发现不同测站数据电场极性反转并不同时发生,并且极性反转常伴随着脉冲幅值的降低,因此常导致定位时脉冲提取缺失或到达时间提取的误差增大。利用宽带电场定位和甚高频辐射源定位相互补充,在获得闪电精细化三维定位基础上分析发现,闪电主通道头部的发展方向改变,是导致地面探测站的垂直电场出现极性反转现象的可能原因,主通道头部携带的大量电荷靠近或远离是地面垂直电场变化测量装置脉冲波动的主要原因。对于不同方位的探测站,闪电主通道头部相对运动是导致不同探测站出现脉冲极性反转时刻不同的主要原因。针对极性反转现象造成定位效率下降问题,提出了希尔伯特能量谱的解决方案,定位出的闪电辐射源数量提高约9%。
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关键词
闪电探测
甚高频(VHF)定位
电场极性反转
测站布局
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Keywords
lightning detection
very high frequency(VHF)lightning positioning
reversal of electric field polarity
station layout
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分类号
P427.3
[天文地球—大气科学及气象学]
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题名青藏高原东北部双极性窄脉冲放电物理参数模型反演
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作者
王彦辉
刘亚栎
金旺
闵应昌
刘银萍
赵果
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机构
南京信息工程大学中国气象局气溶胶-云-降水重点开放实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心
曲靖师范学院物理与电子工程学院
中国科学院平凉陆面过程与灾害天气观测研究站西北生态环境资源研究院公共技术服务中心
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出处
《电波科学学报》
CSCD
北大核心
2022年第6期1007-1018,共12页
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基金
国家重点研发计划(2017YFC1501502)
第二次青藏高原科考项目(2019QZKK0104)
国家自然科学基金(41675006,41875002)。
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文摘
利用青藏高原东北部青海地区三维定位数据和双极性窄脉冲电场波形同步数据,基于三种模型和粒子群优化算法,拟合并反演了双极性窄脉冲放电通道中电流峰值、通道尺度等特征参数,统计分析了不同传输线模型拟合得到的双极性窄脉冲的物理参数.结果表明:在基于流光-先导的准静电场传统空气热击穿机制的TL模型和MTLK模型中,相比TL模型,MTLK模型考虑了电流传输过程中能量的损耗,更符合实际;而基于准静电场相对逃逸雪崩击穿机制的MTLEI模型,相比较另两种传输线模型,表现为更窄放电通道内存在长时间随着高度呈指数递增的电流强度.三种传输线模型反演得到的电偶极矩范围为100~800 C·m,而更高处发生的双极性窄脉冲事件(narrow bipolar event,NBE)通常具有更大电偶极矩.
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关键词
甚高频
双极性窄脉冲事件(NBE)
到达时间差法
粒子群算法
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Keywords
very high frequency
narrow bipolar events
time of arrival
particle swarm optimization
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分类号
P427.3
[天文地球—大气科学及气象学]
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题名闪电辐射源多脉冲匹配定位方法
被引量：3
- 3
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作者
王彦辉
闵应昌
刘亚栎
刘银萍
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机构
南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心
南京信息工程大学大气物理学院
中国科学院西北生态环境资源研究院高原大气物理研究室
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2021年第27期11490-11498,共9页
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基金
国家重点研发计划(2017YFC150150)
国家自然科学基金(41675006,91537209,41875002)。
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文摘
为匹配出更多的闪电辐射源脉冲,定位出更多的闪电辐射源位置,得到清晰的闪电发展通道,提出了一种闪电辐射源多脉冲匹配定位方法。该方法利用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法对原始的闪电电场信号进行分解,再将分解得到的部分分量合成,将合成后的信号进行归一化并提取脉冲,依据滑动窗口内四个脉冲序列的高度比例特征和间隔特征实现相同辐射源脉冲的匹配。结果表明,利用EMD方法对闪电电场信号进行分解再部分合成,去除了原始信号中的直流分量、单调分量和低频周期分量,使信号波形更干净平稳;依据四个脉冲序列的高度比例特征和间隔特征对各测站间相同闪电辐射源的脉冲进行匹配,基于辐射源脉冲的到达时间差定位出辐射源的三维位置,可以清晰地描绘出闪电通道的发展过程。从整体定位效果来看,本文提出的闪电辐射源多脉冲匹配定位方法效果优于传统的单脉冲匹配方法。
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关键词
雷电探测
三维定位
闪电辐射源
经验模态分解
脉冲匹配
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Keywords
lightning detection
3D lightning locating
lightning radiation sources
empirical mode decomposition(EMD)
multiple pulses matching
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分类号
P427.3
[天文地球—大气科学及气象学]
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