發(fā)布時間：2020-08-22 12:04

【摘要】：在全球的自然災(zāi)害中,雷電引起的災(zāi)害是世界上十大自然災(zāi)害之一,對人類生命以及財產(chǎn)安全造成嚴重威脅和損失。因此,融合應(yīng)用多種探測資料,研究閃電活動與雷達參量間的關(guān)系,對認識和促進雷電強對流天氣過程的精細化分析和預(yù)報具有重要意義。本文首先針對閃電定位系統(tǒng)存在誤差,影響定位精確度的特點,利用衛(wèi)星遙感的深圳地區(qū)的GIS數(shù)據(jù),通過模擬研究深圳地區(qū)不同下墊面復(fù)雜地形地貌對時差法(TOA)雷電定位精度的影響,從而改善在復(fù)雜地表下的閃電資料準確度。然后利用LIS資料、WWLLN數(shù)據(jù)以及修訂后的深圳閃電定位資料對深圳地區(qū)的閃電密度分布分別進行分析,對比三種資料的探測效率和差異性。最后利用經(jīng)過訂正的深圳市閃電定位資料、多普勒雷達資料以及常規(guī)天氣資料對一次強颮線過程的閃電頻數(shù)與天氣雷達回波關(guān)系進行了分析和研究。主要研究結(jié)果如下：(1)通過模擬的手段,對深圳市閃電定位數(shù)據(jù)進行質(zhì)量控制。為了驗證優(yōu)化模式的合理性,本文進行了大量的模擬,模擬次數(shù)達到5000次。從模擬結(jié)果看出,本文的優(yōu)化方案是可行的、可靠的,優(yōu)化后的閃電定位精度明顯提高,可以用于對閃電定位數(shù)據(jù)的校正。同時,本文提出的方法還可以用于閃電定位網(wǎng)測站的選址問題。首先根據(jù)經(jīng)驗以及客觀條件制定出可能的選址方案,然后在可選擇的方案中,通過本文中的模擬方法來評估采用各種布站方案時將會帶來的定位誤差,從而選出最優(yōu)的閃電定位系統(tǒng)布站方案。(2)使用LIS資料、WWLLN資料和訂正后的閃電定位資料對深圳地區(qū)的閃電密度分布進行分析,對比不同閃電資料的優(yōu)缺點以及差異性,通過對比發(fā)現(xiàn),修訂后的深圳市閃電定位系統(tǒng)資料探測效率更高,也更加符合深圳地區(qū)的實際情況。因此,閃電定位資料更適合于深圳地區(qū)雷暴天氣活動的研究。通過對深圳閃電定位資料分析得到,深圳西北部地區(qū)的地閃密度值最高,年平均密度為6次/km2,東南部地區(qū)的地閃密度比西北部地閃密度高值區(qū)的一半還少,地閃密度從西北到東南、北部內(nèi)陸到南部沿海呈現(xiàn)由高到低的分布。此外,對深圳市雷達回波特征進行統(tǒng)計計算,得到深圳雷達回波的一些特點,便于今后對深圳地區(qū)的降水特征進行分析研究。(3)利用深圳多普勒天氣雷達資料和訂正之后的閃電定位資料,對2012年4月27日發(fā)生的一次強颮線過程進行了相關(guān)分析,得到如下一些結(jié)論：正、負地閃主要分布在30 dBZ的強回波區(qū),少量正地閃出現(xiàn)在颮線系統(tǒng)強回波區(qū)的邊緣以及弱回波區(qū)。但從整個過程來看,地閃分布與強雷達回波區(qū)表現(xiàn)出較好的對應(yīng)關(guān)系。此外,最大回波頂高度的變化趨勢也對應(yīng)地閃頻數(shù)的變化。整個颮線過程中,雷達回波強度在-10℃、-15℃和-20℃層高度上的每一次跳躍變化都對應(yīng)著地閃頻數(shù)的跳躍發(fā)展,其中,-20℃層高度上回波強度與地閃頻數(shù)的相關(guān)性最好。在-5℃、-10℃、-15℃和-20℃四個溫度層高度上,超過35 dBZ的反射率面積與地閃頻數(shù)相關(guān)性更好,其中相關(guān)系數(shù)最高的是-5℃層高度上超過40 dBZ的強回波面積。
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P427.32
【圖文】：

真實地形地貌為例，對該算法的精度進行模擬分析。逡逑２．１時差法閱電定位誤差分析逡逑如圖２．１（ａ）所示，假設(shè)在光滑的平坦地面上有＾個０尸測站Ｓ、＆和Ｓ；，三逡逑個測站系統(tǒng)均時間同步。當在０處發(fā)生一次閃電時，達到Ｈ個測站Ｓｉ、＆和Ｓ；逡逑的時間分別為ｆ，、＾２和＇３，則有：逡逑（１）逡逑＝0３－ｒ２）／ｃ邐（２）逡逑其中，／！、／？。和ｒ，分別為閃電距離；個巧腳之間的距離，他們分別是閃電發(fā)逡逑生位置的函數(shù)（測站坐標）。因此，在二維平面內(nèi)，通過求解上述方程組便可得逡逑到閃電發(fā)生的二維坐標位置，送樣就把定位問題轉(zhuǎn)變成了準確測量信號到達不逡逑同測站的時間問題。逡逑然而，在實際工作中，閃電定位系統(tǒng)所覆蓋的區(qū)域往往有大山或者建筑物逡逑（群）的存化比如廣西、貴州和西北等大山縱橫的地區(qū)。對不同的ＤＦ測站，逡逑從不同方向、不同距離傳播過來的ＶＬＦ地波閃電信號

詞—＼逡逑／邋１邐Ｉ逡逑圖２．１時差到達法（Ｔ０Ａ）閃電定位原理圖逡逑（ａ）平坦地表；（ｂ）電磁波傳播路徑上地表起伏不平逡逑２．２模型建立及算法介紹逡逑真實的地表是起伏不平的，而閃電定位系統(tǒng)中進行方程求解時都是假定地逡逑面是平坦的，所Ｗ直接利用各個測站收到信號的時間來進行Ｔ０Ａ?xí)r差定位會帶逡逑來較大的誤差。因此，在閃電定位時需要先將各個測站收到信號的時間減掉對逡逑應(yīng)的時間增量，然后利用修訂后的時間來進行定位。在實際的閃電定位系統(tǒng)中，逡逑為了能夠?qū)崟r地對閃電定位結(jié)果進行修正并且不影響系統(tǒng)運行的效率，可事逡逑先計算出閃電發(fā)生在某個位置時，每個測站收到的信號對應(yīng)的巧正量，建立訂逡逑正因子庫，送樣，在實時定位中只需查詢該庫就可得到該次閃電每個測站的修逡逑正量

（ａ）尸５ｋｍ邋（ｂ）邋ｒ＝５０ｋｍ逡逑此外，本文中使用的衛(wèi)星影像圖來源于ＥＳＲＩ邋（美國環(huán)境系統(tǒng)研究所公司）逡逑提供的Ｗｏｒｌｄ邋Ｉｍａｇｅｒｙ資料，該資料包括了世界各地的衛(wèi)星圖像，在很多地區(qū)該逡逑資料提供了１米精度甚至更好的衛(wèi)星或者航拍影像圖，其網(wǎng)址為逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2800662