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海南地区山体地形对地闪回击定位精度的影响

2021-10-20崔海华张其林戴炳哲姚年鹏

科学技术与工程 2021年28期

邹 斌, 崔海华, 张其林*, 李 静, 戴炳哲,姚年鹏, 蒋 尧, 杨 敢, 罗 华

(1.南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室, 南京 210044; 2.南京信息工程大学气候与环境变化国际合作 联合实验室, 南京 210044; 3.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 210044; 4.南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室, 南京 210044; 5.河北省气象行政技术服务中心, 石家庄 050000)

雷电是一种常见的灾害性天气,每年造成大量的损失[1]。因此,对雷电进行深入的研究,提高闪电探测能力和定位精度,对降低雷电灾害损失,保障人类生产活动的有序进行和人员的生命财产安全具有积极的意义[2]。然而现实中除了引雷实验和极少数地方有引雷塔,可以对现实中雷电定位算法的定位误差进行评估,对于大部分的雷电很难得知其定位误差,而随着计算机技术的发展,模拟算法为评估雷电定位误差提供了有效途径。雷电电磁波在近地面传播过程中受土壤色散、土壤电导率以及高低起伏的不规则地形等因素的影响较大,会导致上升沿时间、电磁波波形峰值等发生改变,从而降低了雷击点的定位精度[3]。因此,利用二维时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD)研究雷电电磁波传播特性并进行定位误差分析有重要意义。

在雷电回击电磁场的研究中,主要包括精确解析计算、近似计算和数值计算3种求解方法。Wait[4]利用等效表面阻抗定义的衰减函数,给出了垂直电场的近似计算公式。Cooray[5]和Rubinstein[6]给出了水平电场的近似计算公式。……

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