新型闪电电场变化测量仪的研究与初步应用
2021-09-22徐黄飞张其林杜赛薛奇
热带气象学报 2021年3期
关键词:信号
徐黄飞,张其林,杜赛,薛奇
(1.广东省气象探测数据中心,广东 广州510080;2.南京信息工程大学,江苏 南京210044;3.中国气象局广州热带海洋气象研究所,广东 广州510641;4.南京大桥机械有限公司,江苏 南京211101)
1 引言
闪电产生的电磁波频谱非常宽,因此探测闪电电磁波是进行闪电物理研究的重要途径。利用闪电电场变化测量仪可以探测闪电在近地面的垂直变化电场,根据电场波形就可以对闪电的特征进行分析。此外,闪电电场变化测量仪在闪电定位研究中也发挥着巨大作用,建立闪电观测网,可以对探测范围内闪电进行准确定位,对于雷暴监测预警与雷电防护的意义非常重大。因此,闪电电场变化测量仪的研究及使用很有意义。
1979年,Krehbiel等[1]最早利用平行板电容天线测量大气电场变化在天线板上感应的电荷量变化,进而获得闪电的电场变化,并提出了利用两种不同时间常数的电场变化仪来记录闪电电场变化的方法。在之后的几十年内,电场变化仪被广泛应用于自然闪电电场以及人工引雷电场的探测[2-8]。国内,刘欣生等[9]研制的场强变化仪,其探测带宽为0~5 kHz,时间常数为5s。张广庶、王怀等[10-11]分别于2002年和2004年申请了“慢电场变化测量仪”和“快电场变化测量仪”的发明专利和实用新型专利。郄秀书等[12]研制了时间常数为2 ms,带宽为10 Hz~2 MHz的闪电电场变化测量仪。2012年周壁华等[13]提出了利用一台仪器同时获取雷电电场的快变化和慢变化波形的技术方案。Rakov等以及Thottappillil等[14-17]早期发表了使用时间分辨率较高的闪电电场变化测量系统观测得到了Florida地区的正负地闪的各项特征。……
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