起伏海面的雷電電磁場傳播特征及其對閃電定位精度的影響
發(fā)布時間：2021-04-10 19:36
為了研究起伏海面對雷電電磁傳播的影響,本文利用Barrick表面阻抗理論和Wait近似算法,采用改進(jìn)二維分形海面模型模擬起伏海面,利用數(shù)值模式,分析起伏海面的雷電電磁傳播特征,并進(jìn)一步討論了起伏海面對時差法閃電定位系統(tǒng)定位精度的影響。結(jié)果表明:起伏海面對垂直電場和磁場的峰值的影響不顯著,但會引起波形的上升期時間的延長,浪高越大,影響越明顯;隨著觀測距離的增加,雷電垂直電場波形的上升時間逐漸變長;風(fēng)速的變化與雷電垂直電場波形的上升時間成正比;由于海面起伏引起雷電電磁場波形在傳播中的變化會影響基于時差法閃電定位系統(tǒng)的定位精度,定位誤差可達(dá)幾至十幾公里。
【文章來源】：海洋科學(xué). 2020,44(05)北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
雷電回?fù)暨^程示意圖
=1.24,kkkk≤≤其他.(17)2個例分析2.1長門巖浮標(biāo)站風(fēng)速數(shù)據(jù)的應(yīng)用本文選取2015年4月2日這次雷暴過程,將青島長門巖浮標(biāo)站的風(fēng)速數(shù)據(jù)輸入到以上的模式中,分析此次雷暴過程青島近海起伏海浪對雷電電磁場的影響。青島長門巖浮標(biāo)站位于距青島海岸線23.3km的長門巖島。這里采用的是10分鐘的風(fēng)速平均值,也就是十分風(fēng)速。圖2給出了2015年4月2日雷暴天氣過程時的十分風(fēng)速,可以看出,此次雷暴過程不同時刻風(fēng)速的變化非常大,十分風(fēng)速的最大值達(dá)到13.4m/s,最小值為2.5m/s。圖22015年4月2日雷暴天氣過程時的十分風(fēng)速Fig.2Tenminute-meanwindspeeddataofQingdaobuoystationonApril2,20152.2雷電回?fù)敉ǖ阑娏鞯倪x取回?fù)敉ǖ赖撞侩娏骷椿娏?基電流中的擊穿電流和電暈電流都采用雙Heilder指數(shù)表達(dá)式計算[29],其表達(dá)式如下121222120111/0221/121121(/)(/)(0,)ee,(/)1)(/)1)nnttnnItItittt(18)11/1112111211exp,nn(19)21/2122222221exp,nn(20)其中,I01、I02分別表示擊穿電流和電暈電流最大值,η1、η2為修正因子,τ11、τ12、τ21、τ22分別表示用來確定電流上升時間、衰減時間以及峰值的時間常量,n1、n2為電流陡度因子。這些參數(shù)具體取值見表1,則閃電回?fù)敉ǖ赖撞炕娏鞯牟ㄐ稳鐖D3所示。表1繼后回?fù)舾鲄?shù)的取值[30]Tab.1Parametersofthesubsequentreturnstrokes繼后回?fù)魠?shù)I01/kAτ11/μsτ21/μsI02/kAτ12/μsτ22/μs繼后回?fù)魠?shù)取值10.70.252.56.52230
120111/0221/121121(/)(/)(0,)ee,(/)1)(/)1)nnttnnItItittt(18)11/1112111211exp,nn(19)21/2122222221exp,nn(20)其中,I01、I02分別表示擊穿電流和電暈電流最大值,η1、η2為修正因子,τ11、τ12、τ21、τ22分別表示用來確定電流上升時間、衰減時間以及峰值的時間常量,n1、n2為電流陡度因子。這些參數(shù)具體取值見表1,則閃電回?fù)敉ǖ赖撞炕娏鞯牟ㄐ稳鐖D3所示。表1繼后回?fù)舾鲄?shù)的取值[30]Tab.1Parametersofthesubsequentreturnstrokes繼后回?fù)魠?shù)I01/kAτ11/μsτ21/μsI02/kAτ12/μsτ22/μs繼后回?fù)魠?shù)取值10.70.252.56.52230圖3閃電通道底部采用的基電流波形Fig.3Channel-basedcurrentwaveformcorrespondingtoatypicalsubsequentreturnstroke閃電回?fù)裟Ｐ瓦x取MTLL(themodifiedtransmission-linemodelwithlinearcurrentdecaywithheight)模型[31],即回?fù)綦娏鞑ㄐ坞S高度呈線性衰減,其表達(dá)式為:iz,tzvi0,t1zH,(21)其中,i(z,tz/v)為回?fù)綦娏餮鼗負(fù)敉ǖ赖姆植�。假設(shè)回?fù)敉ǖ赖母叨菻=7.5km,回?fù)羲俣葀=1.5×108m/s。2.3海浪對雷電電磁場傳播的影響圖4給出了起伏海面對地閃回?fù)舸怪彪妶龅挠绊?
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]改進(jìn)的二維分形模型在海面電磁散射中的應(yīng)用[J]. 王運華,郭立新,吳振森. 物理學(xué)報. 2006(10)
本文編號：3130218
【文章來源】：海洋科學(xué). 2020,44(05)北大核心
【文章頁數(shù)】：8 頁
【部分圖文】：
雷電回?fù)暨^程示意圖
=1.24,kkkk≤≤其他.(17)2個例分析2.1長門巖浮標(biāo)站風(fēng)速數(shù)據(jù)的應(yīng)用本文選取2015年4月2日這次雷暴過程,將青島長門巖浮標(biāo)站的風(fēng)速數(shù)據(jù)輸入到以上的模式中,分析此次雷暴過程青島近海起伏海浪對雷電電磁場的影響。青島長門巖浮標(biāo)站位于距青島海岸線23.3km的長門巖島。這里采用的是10分鐘的風(fēng)速平均值,也就是十分風(fēng)速。圖2給出了2015年4月2日雷暴天氣過程時的十分風(fēng)速,可以看出,此次雷暴過程不同時刻風(fēng)速的變化非常大,十分風(fēng)速的最大值達(dá)到13.4m/s,最小值為2.5m/s。圖22015年4月2日雷暴天氣過程時的十分風(fēng)速Fig.2Tenminute-meanwindspeeddataofQingdaobuoystationonApril2,20152.2雷電回?fù)敉ǖ阑娏鞯倪x取回?fù)敉ǖ赖撞侩娏骷椿娏?基電流中的擊穿電流和電暈電流都采用雙Heilder指數(shù)表達(dá)式計算[29],其表達(dá)式如下121222120111/0221/121121(/)(/)(0,)ee,(/)1)(/)1)nnttnnItItittt(18)11/1112111211exp,nn(19)21/2122222221exp,nn(20)其中,I01、I02分別表示擊穿電流和電暈電流最大值,η1、η2為修正因子,τ11、τ12、τ21、τ22分別表示用來確定電流上升時間、衰減時間以及峰值的時間常量,n1、n2為電流陡度因子。這些參數(shù)具體取值見表1,則閃電回?fù)敉ǖ赖撞炕娏鞯牟ㄐ稳鐖D3所示。表1繼后回?fù)舾鲄?shù)的取值[30]Tab.1Parametersofthesubsequentreturnstrokes繼后回?fù)魠?shù)I01/kAτ11/μsτ21/μsI02/kAτ12/μsτ22/μs繼后回?fù)魠?shù)取值10.70.252.56.52230
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【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]改進(jìn)的二維分形模型在海面電磁散射中的應(yīng)用[J]. 王運華,郭立新,吳振森. 物理學(xué)報. 2006(10)
本文編號：3130218
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