地閃回?fù)綦姶艌?chǎng)沿光滑有耗地表傳播的模擬研究.pdf

1、自然雷電的巨大電流和瞬變電磁場(chǎng)給電力、交通、通訊、森林等行業(yè)帶來(lái)很大的危害,地閃回?fù)舻膫鞑ヒ虼蟮赜邢揠妼?dǎo)率等因素的影響使得地基雷電的探測(cè)、雷電放電參數(shù)的反演及雷電電磁脈沖工程防護(hù)等方面帶來(lái)了較大的不確定性。本文對(duì)有耗大地地表雷電電磁場(chǎng)傳播特征及其對(duì)雷電定位誤差的影響等方面進(jìn)行了模擬研究與討論。主要研究成果如下:
　　 (1)首先分析了理想大地情況下雷電先導(dǎo)、回?fù)裟Ｊ?運(yùn)用Heidler函數(shù)、Heidler+雙指數(shù)函數(shù)形式對(duì)人工引

2、發(fā)雷電實(shí)驗(yàn)觀測(cè)回?fù)綦娏鞑ㄐ芜M(jìn)行了擬合。以擬合基電流為參數(shù)選取MTLL工程回?fù)裟Ｊ接?jì)算了通道電荷密度的時(shí)空分布和無(wú)限大電導(dǎo)率下回?fù)綦姶艌?chǎng)時(shí)空分布特征。
　　 (2)通過(guò)假定先導(dǎo)通道的電荷均勻分布且隨后的回?fù)暨^(guò)程將先導(dǎo)通道的電荷完全中和,本文將源電荷先導(dǎo)模式和MTLL回?fù)裟Ｊ浇Y(jié)合建立了先導(dǎo)一回?fù)裟Ｐ?對(duì)近距離先導(dǎo)一回?fù)綦妶?chǎng)V型結(jié)構(gòu)的波形特征進(jìn)行了模擬分析,模擬結(jié)果表明在回?fù)糸_(kāi)始幾十微秒以?xún)?nèi),回?fù)羲俣仍酱?引起的回?fù)敉ǖ离姾擅芏仍叫?

3、回?fù)綦妶?chǎng)幅值越小。因此,基于地面測(cè)量的先導(dǎo)-回?fù)綦妶?chǎng)差異來(lái)判斷通道先導(dǎo)電荷是否被回?fù)敉耆泻涂赡艽嬖谝欢ǖ牟淮_定性。
　　 (3)進(jìn)一步研究了有耗大地地表雷電電磁場(chǎng)傳播特征。提出了適用于有耗大地情況下雷電先導(dǎo)模式,分析了大地電容率對(duì)先導(dǎo)電場(chǎng)的影響；然后運(yùn)用斜波法、表面阻抗法和Cooray—Rubinstein(CR)等有限電導(dǎo)率地閃回?fù)綦姶艌?chǎng)傳播算法,分析了單層均勻電導(dǎo)率、水平和垂直分層土壤電導(dǎo)率等對(duì)雷電回?fù)綦姶艌?chǎng)傳播規(guī)律的影響

4、。
　　 (4)通過(guò)對(duì)目前地基雷電探測(cè)主要技術(shù)的分析,得出場(chǎng)地誤差是影響磁定向(MDF)定位誤差的主要因素,然后選取了2001年甘肅平?jīng)龅貐^(qū)和2009年內(nèi)蒙古中部地區(qū)閃電定位資料進(jìn)行了場(chǎng)地誤差優(yōu)化,并選取雷達(dá)回波作為優(yōu)化效果驗(yàn)證參考,結(jié)果表明優(yōu)化后對(duì)應(yīng)的閃電位置進(jìn)入或接近雷達(dá)的強(qiáng)回波區(qū),更接近于真實(shí)情況。
　　 (5)影響時(shí)差到達(dá)法(TOA)定位誤差的主要因素是土壤電導(dǎo)率。通過(guò)對(duì)不同土壤類(lèi)型電導(dǎo)率下雷電電磁場(chǎng)傳播的數(shù)值模