检索结果-内蒙古大学图书馆

科学技术与工程 2021年第28期21卷 11989-11998页

作者：邹斌崔海华张其林李静戴炳哲姚年鹏蒋尧杨敢罗华南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室南京210044 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 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 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 河北省气象行政技术服务中心石家庄050000

为了将地形地貌带来的误差进行修正,提高闪电的探测效率和定位精度,基于二维时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD),构建了真实地形下的雷电电磁波传播模型,研究了海南地区地形对雷电电磁波传播的影响,然后提出了一种修... 详细信息

为了将地形地貌带来的误差进行修正,提高闪电的探测效率和定位精度,基于二维时域有限差分法(finite difference time domain,FDTD),构建了真实地形下的雷电电磁波传播模型,研究了海南地区地形对雷电电磁波传播的影响,然后提出了一种修正闪电定位误差的方法即不同步长的地形包络和时间补偿法。模拟结果表明:山地地形会明显改变切向磁场的波形峰值大小和上升沿时间,与平坦地表情况相比,切向磁场波形峰值变化最大的减小了38%,上升沿时间增加范围在1~3μs,峰值到达时间也滞后于平地情况,而经过滤波处理,磁场峰值减小,波形变陡,上升沿时间变短;对于逐峰法,雷击点在真实地形路径下定位误差相比平地明显增大很多;而对于互相关算法,真实地形路径下定位误差比平地情况下大,但相差不大,相比逐峰法定位误差明显大很多;总体来说,使用5 km包络修订效果较好,定位误差都在百米量级内,相比较其他算法闪电定位精度有很大提高。

关键词：时域有限差分(FDTD) 真实地形雷电电磁场传播闪电定位

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连绵起伏山体对雷电电磁信号的影响研究

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电瓷避雷器 2021年第3期 57-66页

作者：陈佳雯王磊王超于振国宁欣婷黄诗叶孔维奇张翼驰张其林南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 云南电力试验研究院(集团)有限公司昆明650217 云南电网有限责任公司昆明供电局昆明650011

连绵起伏的山体地形会对雷电电磁信号的强度和传播时间产生影响,进而影响到时间到达(time-of-arrival,TOA)雷电定位技术的准确性。本研究基于二维时域有限差分(two-dimensional finite-difference time-domain,2D FDTD)算法,对地闪回击... 详细信息

连绵起伏的山体地形会对雷电电磁信号的强度和传播时间产生影响,进而影响到时间到达(time-of-arrival,TOA)雷电定位技术的准确性。本研究基于二维时域有限差分(two-dimensional finite-difference time-domain,2D FDTD)算法,对地闪回击电磁场在连绵山体地形的传播特征进行数值模拟,结果表明:1)连绵起伏山体的屏蔽作用和传播衰减对雷电信号强度的影响不可忽略。观测点附高山的静电屏蔽会引起垂直电场的显著削减。山体高度每增加500 m,山体传播衰减导致雷电信号的幅值平均下降约10%,不同观测点位置的衰减程度存在一定差异。2)连绵起伏的山体同时还会引起回击电磁场波形传播时间的变化。通过不同方法计算得到的到达时间结果存在较大差异,其中10%峰值、20%峰值以及最大导数点切线方法得到的结果相对接近。3)在2种路径延长的等效方法中,包络等效与上述3种计算方法得到的到达时间有很好的一致性,地表等效在山体较高时会对到达时间产生过高的估计。

关键词：雷电电磁场二维时域有限差分法连绵起伏山体路径延长

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基于不同频段的地闪回击脉冲波形的定位结果差异性分析

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电瓷避雷器 2021年第3期 125-132,204页

作者：张翼驰王磊王超于振国戴炳哲陈佳雯孔维奇黄诗叶张其林南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 云南电力试验研究院(集团)有限公司昆明650217 云南电网有限责任公司昆明供电局昆明650011

笔者选取了2018年8月3日发生在南京地区的一次正地闪放电过程,利用6站同步的VLF/LF(甚低频/低频)三维闪电探测数据,重点分析了不同频段的地闪回击脉冲波形的定位结果差异性。首先,针对这次地闪回击的原始时域波形,利用巴特沃斯滤波器进... 详细信息

笔者选取了2018年8月3日发生在南京地区的一次正地闪放电过程,利用6站同步的VLF/LF(甚低频/低频)三维闪电探测数据,重点分析了不同频段的地闪回击脉冲波形的定位结果差异性。首先,针对这次地闪回击的原始时域波形,利用巴特沃斯滤波器进行了回击频域信号的任意提取,分别为10 kHz~50 k Hz、10 k Hz~100 kHz、10 kHz~200 kHz、10 kHz~300 kHz、10 kHz~400 kHz、10 k Hz~500 kHz,从而得到不同频段的回击时域波形。然后,基于上述不同频段的地闪回击时域波形,分别利用互相关、逐峰法、10%峰值法和50%峰值法这4种最常用的TOA(time of arrival)时差定位方法,对比分析这4种不同时间差获取的定位结果的差异性。结果表明:如果以探测站获取的原始波形数据得到的位置作为参考,则利用互相关法和10%峰值法在上述不同频段内的定位结果距离参考位置基本比较接近,互相关法定位结果更优;50%峰值法和逐峰法的定位效果总体上比互相关法和10%峰值法要差一些。

关键词：闪电定位雷达回波地闪回击脉冲到达时间差滤波

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基于VLF/LF三维雷电探测数据的云-地闪电频谱差异性分析

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电瓷避雷器 2021年第3期 142-148,210页

作者：孔维奇王磊王超于振国黄诗叶宁欣婷张翼驰张其林南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 云南电力试验研究院(集团)有限公司昆明650217 云南电网有限责任公司昆明供电局昆明650011

利用南京地区VLF/LF(甚低频/低频)三维雷电实时探测网探测到的2018年7月26日14时的一次正地闪和2018年8月3日14时的一次负地闪数据,对闪电不同放电阶段的频谱特征进行了详细的对比分析。初步结论如下:1)从两次闪电的三维通道结果可以看... 详细信息

利用南京地区VLF/LF(甚低频/低频)三维雷电实时探测网探测到的2018年7月26日14时的一次正地闪和2018年8月3日14时的一次负地闪数据,对闪电不同放电阶段的频谱特征进行了详细的对比分析。初步结论如下:1)从两次闪电的三维通道结果可以看出,这两次闪电都具有3次回击,同时从脉冲辐射源位置看出,所有的地闪回击放电过程基本是沿着相同通道闪击到地面;2)正地闪和负地闪的云内放电过程的频谱是相似的,主要集中在40 k Hz以上;3)正地闪和负地闪继后回击之前的箭式先导频谱集中在100 kHz以上,不同极性的箭式先导频谱几乎没有区别,但其比云内放电过程辐射频段要高很多;4)正地闪和负地闪的回击过程频谱相似,主要集中在20 kHz以下,并且继后回击的高频分量比首次回击少。

关键词：小波变换能量频谱三维雷电探测

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2000—2019年中国北方地区沙尘暴时空变化及其相关影响因素

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环境科学学报 2021年第8期41卷 2966-2975页

作者：杨婕赵天良程叙耕任芝花孟露何清谭成好朱燕朱从祯吴昭烨南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 福建师范大学地理科学学院福州350117 国家气象信息中心北京100081 中国气象局乌鲁木齐沙漠气象研究所乌鲁木齐830002 中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室粤港澳环境污染过程与控制联合实验室广东省环境资源利用与保护重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049

利用多年多源环境、气象和卫星遥感资料,从年代际、年际异常和气候变化的角度分析了21世纪以来中国北方地区沙尘暴的时空演化特征及其气象、植被变化的影响机理.结果表明:(1)2000—2013年中国北方地区沙尘暴年日数呈显著波动下降趋势,... 详细信息

利用多年多源环境、气象和卫星遥感资料,从年代际、年际异常和气候变化的角度分析了21世纪以来中国北方地区沙尘暴的时空演化特征及其气象、植被变化的影响机理.结果表明:(1)2000—2013年中国北方地区沙尘暴年日数呈显著波动下降趋势,下降速率为1.1 d/10 a,2013年后呈微弱增长趋势.近40年来,春季沙尘暴日数占全年沙尘暴日数的平均占比为62%,但其逐年变化率明显下降(-7.3%/10 a),2010年后夏季沙尘暴日数的变化率则呈现上升趋势(12.4%/10 a),新疆塔克拉玛干沙漠地区沙尘暴的高发季节由春季逐渐向夏季扩展.(2)21世纪初中国北方地区沙尘暴发生频数明显下降,沙尘暴影响范围向塔克拉玛干沙漠南部地区收缩西移,戈壁沙漠在亚洲沙尘源区中的主体地位逐年下降,改变了中国北方地区沙尘暴的空间格局.(3)中国北方地区沙尘暴的区域性减少主要归因于平均风速与大风日数逐年下降(-0.1 m·s^(-1)/10 a、-4.4 d/10 a)、年降水量显著增加(32.7 mm/10 a)及区域地表变绿.塔里木盆地南缘局地风速的升高是导致该地区沙尘暴多发的重要气象影响因素,而地表植被覆盖的增加是造成戈壁沙漠沙尘暴年日数显著下降的主要原因.

关键词：沙尘暴北方地区气候变化近地面风速植被覆盖

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雷击多个建筑的三维数值模拟

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湖北农业科学 2021年第1期60卷 141-146页

作者：陈睿凌师正李杰曲凯悦徐佳伦南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

利用三维先导参数化放电方案,保持方案中的基本参数不变,通过改变闪电随机参数,模拟同一建筑物(群)条件下不同闪电的发展形态,改变2个建筑物的尺寸及间距,得到了不同建筑物(群)条件下不同闪电的数据,研究建筑物特征参数对闪电活动的影... 详细信息

利用三维先导参数化放电方案,保持方案中的基本参数不变,通过改变闪电随机参数,模拟同一建筑物(群)条件下不同闪电的发展形态,改变2个建筑物的尺寸及间距,得到了不同建筑物(群)条件下不同闪电的数据,研究建筑物特征参数对闪电活动的影响。结果表明,高建筑物对低建筑物存在明显的保护作用,保护概率与建筑物间间距存在负相关线性关系,并存在临界保护距离:高建筑物高300 m,低建筑物高100 m,高低建筑物长宽均为50 m时,临界保护距离约为100 m;高建筑物拐角处能引发更强的电场畸变,从而对低建筑物产生保护作用;在控制其他参数不变的情况下,随着高建筑物高度的增大,保护概率随之增大;建筑物的间距增大,保护概率随之减小。此外,还给出了一个适用于不同建筑物群的雷击保护概率计算公式。

关键词：闪电活动数值模拟建筑物群雷击概率

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广东一次飑线过程中一个雷暴单体成熟阶段的电荷结构演变特征的数值模拟

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热带气象学报 2020年第4期36卷 562-576页

作者：甘明骏郭凤霞黎奇刘泽张坤蔡彬彬南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心/中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044

为了进一步印证以往观测反推得到的广东地区雷暴云多偶极性电荷结构的结论,利用加入了起放电参数化方案的WRF模式,模拟了广东在2017年5月8日发生的一次飑线过程,并对这次飑线过程中一个雷暴单体成熟期的电荷结构演变特征进行分析,通过... 详细信息

为了进一步印证以往观测反推得到的广东地区雷暴云多偶极性电荷结构的结论,利用加入了起放电参数化方案的WRF模式,模拟了广东在2017年5月8日发生的一次飑线过程,并对这次飑线过程中一个雷暴单体成熟期的电荷结构演变特征进行分析,通过分析动力、云水含量、各水成物粒子混合比及携带电荷情况,讨论了电荷结构的形成及演变机制。结果表明,成熟阶段的单体,电荷结构从三极性逐渐演变为偶极性。这是因为在成熟初期,霰粒子在有效液态水含量适中且温度较高的地方与冰晶/雪花粒子发生了非感应碰撞,因此底部霰粒子携带正电,雷暴云底部形成次正电荷区,电荷结构为三极性。而在成熟后期,由于丰富的云水含量,使冰粒子的凇附过程增强,霰不断增加,冰晶和雪花不断被消耗,温度较暖区域与霰共存的冰晶和雪花急剧减少,使得该区域大小冰粒子的非感应碰撞起电急剧减少,此处霰粒子不能再通过非感应碰撞获得正电荷,底部次正电荷区随之消失,雷暴云的电荷结构转变为偶极性。此结果和以往观测反推得到的结论不同,这表明,对南方雷暴电荷结构还需继续深入认识。

关键词：广东雷暴飑线 WRF模式水成物粒子电荷结构

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雷电通道水平电场影响因素分析

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微波学报 2020年第3期36卷 9-14页

作者：张云峰张尔春顾嘉亮南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044

影响雷电通道产生的水平电场因素众多,分析其影响因素对电力系统的雷电防护具有重要意义。文中利用运动电荷电磁场方程求解得到闪电回击通道的水平电场和方位磁场,并结合C-R算法,得到了有限电导率地面上方的水平电场。依据运动电荷电磁... 详细信息

影响雷电通道产生的水平电场因素众多,分析其影响因素对电力系统的雷电防护具有重要意义。文中利用运动电荷电磁场方程求解得到闪电回击通道的水平电场和方位磁场,并结合C-R算法,得到了有限电导率地面上方的水平电场。依据运动电荷电磁场方程的特征分析了不同回击速度、不同距离、不同电导率对雷击产生的水平电场的影响。得出以下结论:水平电场随回击速度增大而减小;水平电场波形呈双极性特征且水平距离越大或电导率越小负向偏移越明显。这些研究结论为输电线路雷电过电压计算打下良好的基础。与其他方法相比,本文方法可以避免远距离电磁场计算中的震荡问题和积分方程的奇异问题。

关键词：闪电电磁脉冲闪电通道运动电荷电磁场方程水平电场

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沙漠地区1月份微波地表发射率的线性反演

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激光与光电子学进展 2020年第21期57卷 283-295页

作者：官元红王文君陆其峰鲍艳松郑婷文南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044 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气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室中国气象局气溶胶与云降水开放重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044 国家卫星气象中心中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室北京100081 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气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室中国气象局气溶胶与云降水开放重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学数学与统计学院江苏南京210044

基于多元函数泰勒公式和最优控制原理,首先,在塔克拉玛干沙漠部分中心区域(反演区域),利用2014年1月FY-3C微波成像仪10.65 GHz垂直极化的观测亮温、辐射传输模式(CRTM)的模拟亮温等资料,在原有地表发射率与2个影响因子的函数关系基础之... 详细信息

基于多元函数泰勒公式和最优控制原理,首先,在塔克拉玛干沙漠部分中心区域(反演区域),利用2014年1月FY-3C微波成像仪10.65 GHz垂直极化的观测亮温、辐射传输模式(CRTM)的模拟亮温等资料,在原有地表发射率与2个影响因子的函数关系基础之上,构建了该区域1月份微波地表发射率与2、4个影响因子之间的线性反演模型.其次,以观测亮温为参考,分别将两种线性反演模型所得的地表发射率提供给CRTM模拟亮温,发现此时模拟亮温的平均偏差分别减少到原地表发射率模拟亮温平均偏差的56.36％和49.37％.最后,在整个塔克拉玛干沙漠地区(检验区域),选取用于反演日期中的1月18日、未用于反演日期中的1月29日,对两种线性反演模型进行了时间和空间上的独立性检验,结果表明,利用两种线性反演模型所得的地表发射率模拟亮温仍比原模拟亮温更接近观测,平均偏差也明显减小;两种线性反演模型对沙漠地区1月份地表发射率的反演具有一定的合理性和普适性,且4个因子的线性反演模型优于2个因子.

关键词：遥感微波地表发射率线性反演泰勒公式最优控制原理

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基于地基遥感资料的厦门市污染边界层特征分析

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环境科学学报 2020年第2期40卷 450-458页

作者：蒋永成张晗昀张伟张玲陈德花郑辉谢祖欣陈进生厦门市气象局海峡气象开放实验室厦门市气象台厦门361012 南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室气候与环境变化国际合作联合实验室气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室南京210044 福建省气象科学研究所福州350003 中国科学院城市环境研究所厦门361021

城市大气边界层是影响城市环境气象的重要研究对象,本研究利用新型地基遥感数据针对城市颗粒物污染过程开展边界层特征分析,旨在利用风廓线雷达和微波辐射计等高时空分辨率的遥感数据探讨边界层内大气运动、温湿条件的变化与近地面污染... 详细信息

城市大气边界层是影响城市环境气象的重要研究对象,本研究利用新型地基遥感数据针对城市颗粒物污染过程开展边界层特征分析,旨在利用风廓线雷达和微波辐射计等高时空分辨率的遥感数据探讨边界层内大气运动、温湿条件的变化与近地面污染累积的关系.结果表明:厦门地区颗粒物污染过程中,边界层内弱风层厚度较地面风速而言更能够代表边界层内扩散条件的变化,可以更好地表征和预测近地面污染的变化;在局地累积的污染过程中,边界层内存在较厚的弱风层,同时2 km以下的风场有明显的风向转变特征,导致边界层内不存在有效的传输和扩散,另外,污染时边界层垂直温差可以在一定程度上反映干季的垂直扩散条件,0~3 km温差与PM2.5浓度有着密切的联系;冷空气过程有将上游污染物向本地区输送的可能,城市边界层在东北大风的条件下伴随着显著的垂直下沉运动,有利于上空污染向下扩散.多源地基遥感数据联合分析能够进一步解释城市边界层内气象条件对于城市大气污染变化的影响,集合各设备的探测优势开展城市宜居和污染气象条件研究具有较高的科学性和可行性.

关键词：城市边界层风廓线雷达微波辐射计颗粒物污染海峡西岸

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