黄渤海地区FY-4A闪电成像仪(LMI)探测效果评估
2021-09-16邹耀仁王淑一张源源孟繁辉
邹耀仁,王 赟,王淑一,张源源,孟繁辉
(1.辽宁省大连市防雷减灾中心,辽宁 大连 116001;2.山东省青岛市气象灾害防御技术中心,山东 青岛 266000)
引 言
雷电作为一种伴随在台风、冰雹等强对流天气系统的大气现象,是相关灾害性天气的重要指示,对区域及全球气候特征有重要影响[1-2]。此外,雷电放电过程具有大电流、强电磁辐射、热效应等特性,加之其随机、快速致灾性等特点,对建筑物、电力线路杆塔、电子通信设备造成直接或间接破坏[3-5]。认清雷电的物理本质、掌握雷电的发生发展过程和揭示其与其他大气现象间的耦合制约关系,具有重大科学价值。另外研究雷电可更好地认识雷电、更准确地掌握其发展趋势、更精细地提出雷电防护方案,以减少雷电引起的各类灾害破坏效应,保障人类生命财产安全。
20世纪80年代开始,NASA在U2飞机上搭载光学脉冲探测器(OPS)发现雷电光谱在近红外777.4 nm(中性氧OI线)和868.3 nm(中性氮NI线)处辐射最强;90%的雷电光辐射能量密度峰值超过4.7 μJ·m-2·s-1[6]。这些研究成果已经用于低轨道卫星雷电探测,包括光学瞬变探测器[7-8](optical transient detector, OTD)和闪电成像仪[9](lightning imaging sensor, LIS)。搭载在微实验室(microlab)太阳同步轨道卫星上的OTD具有对不同类型雷电(云闪、地闪)的全天候探测能力,对地闪的探测效率为46%~69%,星下点空间分辨率为10 km,时间分辨率为2 ms,雷电定位精度20~40 km[10]。作为OTD的升级版,搭载在热带降水测量任务(tropical rainfall measuring mission, TRMM)卫星上的LIS探测38°S—38°N热带区域的雷电活动,结合该卫星上的其他载荷数据资料,如降水雷达(precipitation radar, PR)、TRMM微波成像仪(TRMM microwave imager, TMI)、可见光和近红外扫描仪(visible and infrared scanner, VIRS)等,LIS在研究雷暴云、降水与雷电间关系方面具有优势[11]。……
