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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　隨著試驗(yàn)手段的改進(jìn)與探測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，人類對(duì)雷電的探索和認(rèn)識(shí)逐漸提高。通過對(duì)雷電的監(jiān)測(cè)，可以發(fā)現(xiàn)雷電的特征及其發(fā)生規(guī)律，為雷電防護(hù)和預(yù)警預(yù)報(bào)提供更科學(xué)、更可靠的理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。本書重點(diǎn)介紹雷暴與閃電、雷電探測(cè)技術(shù)、雷電監(jiān)測(cè)資料的應(yīng)用方法及其存在的問題。本書共9章，第1章概述人類認(rèn)識(shí)與探索雷電的歷史過程和成果；第2章介紹雷暴與閃電，詳細(xì)分析了雷暴的生消發(fā)展及閃電發(fā)生的物理機(jī)制；第3章闡述閃電的物理特征，閃電的物理特征既是雷電致災(zāi)的直接原因，也是雷電探測(cè)的信息來源；第4章基于雷電電磁特征，重點(diǎn)介紹不同種類的雷電探測(cè)方法、技術(shù)與系統(tǒng)；第5章主要介紹大氣電場(chǎng)儀及大氣電場(chǎng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用方法；第6章介紹多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)雷暴，通過雷達(dá)回波分析雷暴參數(shù)的閃電特征；第7章簡(jiǎn)單介紹閃電的其他探測(cè)方式；第8章闡述多種氣象探測(cè)資料在雷電預(yù)警預(yù)報(bào)中的綜合應(yīng)用方法；第9章重點(diǎn)介紹兩個(gè)雷電預(yù)警預(yù)報(bào)軟件系統(tǒng)及其應(yīng)用方法。本書力求全面、系統(tǒng)地總結(jié)和分析當(dāng)前用于雷電監(jiān)測(cè)的技術(shù)、手段和方法，以期提高讀者對(duì)雷電監(jiān)測(cè)的綜合認(rèn)識(shí)。本書既可作為高等院校防雷相關(guān)專業(yè)的教材，也可作為氣象預(yù)報(bào)員、氣象災(zāi)害防護(hù)技術(shù)人員、雷電防護(hù)工程師、雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員、氣象軟件開發(fā)人員等的專業(yè)培訓(xùn)教材或技術(shù)參考書。

作者簡(jiǎn)介

　　郭在華，成都信息工程大學(xué)教授，生于1975年，中共黨員，博士。2005年籌建雷電防護(hù)科學(xué)與技術(shù)本科專業(yè)，長(zhǎng)期從事本科生、研究生的教學(xué)與人才培養(yǎng)工作，曾任教研室主任，現(xiàn)任成都信息工程大學(xué)雷電監(jiān)測(cè)與防護(hù)技術(shù)研究所所長(zhǎng)，兼任四川氣象學(xué)會(huì)雷電分會(huì)副主任委員、四川省電子學(xué)會(huì)雷電與電磁脈沖專業(yè)委員會(huì)副主任委員、中國氣象學(xué)會(huì)防雷電分會(huì)會(huì)員。研究方向?yàn)槔纂娍茖W(xué)與防護(hù)技術(shù)、大氣探測(cè)信息處理等，特別在防雷裝置智能化監(jiān)測(cè)、接地電阻在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域有多項(xiàng)成果與發(fā)明專利。

圖書目錄

第1章概述 1
1.1 古人對(duì)雷電的認(rèn)識(shí)與探索 1
1.2 近代雷電研究與探索 4
1.3 近代雷電探測(cè) 6
第2章雷暴與閃電 10
2.1 中尺度對(duì)流系統(tǒng) 10
2.1.1 孤立對(duì)流系統(tǒng) 11
2.1.2 帶狀對(duì)流系統(tǒng) 15
2.1.3 中尺度對(duì)流復(fù)合體 16
2.2 雷暴和雷暴云 16
2.2.1 雷暴的分類 17
2.2.2 雷暴云的移動(dòng) 18
2.3 閃電及其分類 18
2.3.1 根據(jù)閃電部位分類 18
2.3.2 根據(jù)閃電形狀分類 20
2.4 地閃 22
2.4.1 地閃概述 22
2.4.2 地閃的大氣電場(chǎng)變化 24
2.4.3 地閃的電學(xué)參量 25
2.5 云閃 27
2.5.1 云閃的結(jié)構(gòu) 27
2.5.2 云閃的電場(chǎng) 27
第3章閃電的物理特征 29
3.1 閃電的光學(xué)特征 29
3.2 雷電的聲學(xué)特征 30
3.2.1 雷的產(chǎn)生 30
3.2.2 雷的特點(diǎn) 30
3.3 閃電的電場(chǎng)特征 31
3.3.1 電荷結(jié)構(gòu) 31
3.3.2 電場(chǎng)結(jié)構(gòu) 32
3.3.3 閃電時(shí)地面大氣電場(chǎng) 32
3.3.4 閃電通道的電場(chǎng) 33
3.4 閃電的磁場(chǎng)特征 35
3.4.1 閃電的磁場(chǎng)變化 35
3.4.2 閃電通道的靜磁場(chǎng) 36
3.4.3 閃電磁場(chǎng)的時(shí)間變化 37
3.4.4 閃電通道的電磁輻射 39
3.5 地閃的電流特征與電路模型 41
3.5.1 雷電流波形 41
3.5.2 傳輸線（TL）模型 43
3.5.3 傳輸電流源（TCS）模型 44
3.6 雷電通道底部的電流模型 45
3.6.1 雙指數(shù)函數(shù)模型 45
3.6.2 霍得勒（Heidler）函數(shù)模型 46
3.6.3 脈沖函數(shù)模型 46
第4章雷電探測(cè)技術(shù) 48
4.1 閃電定位系統(tǒng) 48
4.2 地閃回?fù)糇R(shí)別技術(shù) 49
4.1.1 地閃回?fù)舨ㄐ?49
4.1.2 地閃回?fù)舨ㄐ巫R(shí)別 51
4.3 閃電定位技術(shù) 52
4.4 VLF-LF閃電定位系統(tǒng) 63
4.4.1 美國國家閃電監(jiān)測(cè)網(wǎng)（NLDN） 64
4.4.2 NLDN局地雷暴探測(cè)實(shí)例 67
4.4.3 我國的雷電定位系統(tǒng) 68
4.4.4 VLF-LF閃電定位系統(tǒng)布站方案分析 72
4.5 VHF甚高頻定位技術(shù) 78
4.5.1 VHF/ITF（干涉定位技術(shù)） 80
4.5.2 VHF/TOA 83
4.5.3 VHF定位技術(shù)誤差分析 84
4.6 VHF閃電定位系統(tǒng) 87
4.6.1 SAFIR雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 87
4.6.2 相位干涉儀測(cè)向原理及誤差分析 89
4.6.3 二元干涉儀測(cè)向原理及去模糊處理 90
4.6.4 五元圓形天線陣干涉儀模型 91
4.7 第二代Vaisala閃電探測(cè)系統(tǒng) 96
第5章大氣電場(chǎng)的測(cè)量 97
5.1 靜電電場(chǎng)測(cè)量 97
5.1.1 大氣電場(chǎng)儀的傳感器原理 99
5.1.2 大氣電場(chǎng)儀的電路原理 99
5.2 場(chǎng)磨式大氣電場(chǎng)儀 100
5.3 大氣電場(chǎng)探空儀 103
5.4 閃電過程中大氣電場(chǎng)在時(shí)域的變化特征 105
5.4.1 平穩(wěn)型 105
5.4.2 上升型 105
5.4.3 下降型 106
5.4.4 先上升后下降型 106
5.4.5 先下降后上升型 107
5.5 時(shí)序差分法處理電場(chǎng)數(shù)據(jù) 108
5.6 閃電過程中大氣電場(chǎng)在頻域的變化特征 109
5.6.1 平均幅度譜分析 109
5.6.2 能量譜密度分析 110
第6章多普勒天氣雷達(dá)探測(cè)雷暴 111
6.1 多普勒天氣雷達(dá)介紹 111
6.2 雷暴的雷達(dá)回波特征 114
6.3 雷暴生命史的回波演變 116
6.3.1 多單體雷暴的雷達(dá)回波特征 117
6.3.2 超級(jí)單體雷暴的雷達(dá)回波特征 117
6.4 多普勒天氣雷達(dá)資料的閃電特征 119
6.4.1 回波強(qiáng)度特征 119
6.4.2 回波高度特征 119
6.4.3 組合反射率因子（CR）特征 120
6.4.4 垂直液態(tài)水含量（VIL）特征 120
6.4.5 CAPPI特征 121
6.4.6 風(fēng)暴體跟蹤——STI算法 122
第7章閃電的其它探測(cè)方式 125
7.1 衛(wèi)星閃電探測(cè)系統(tǒng) 125
7.1.1 美國衛(wèi)星閃電探測(cè)系統(tǒng) 125
7.1.2 星載VHF定位技術(shù) 127
7.1.3 OSO光度計(jì) 128
7.1.4 硅光電管陣列探測(cè)器 128
7.1.5 全天候光學(xué)閃電監(jiān)測(cè)器 128
7.1.6 閃電圖像儀 129
7.2 雷電電流的監(jiān)測(cè) 129
7.2.1 雷電電流峰值的測(cè)量 129
7.2.2 雷電電流的測(cè)量 130
7.2.3 雷電計(jì)數(shù)器 131
第8章雷電監(jiān)測(cè)資料的綜合應(yīng)用 132
8.1 雷電監(jiān)測(cè)資料的分析應(yīng)用 132
8.2 雷電監(jiān)測(cè)資料在臨近預(yù)警中的應(yīng)用 133
8.3 氣象雷達(dá)資料格點(diǎn)化 135
8.3.1 天氣雷達(dá)的體掃模式 135
8.3.2 雷達(dá)資料的三維格點(diǎn)化 137
8.3.3 插值方法的選取 139
8.4 三維空間雷暴體的識(shí)別 140
8.4.1 搜索雷暴串 140
8.4.2 合成雷暴分量 140
8.4.3 組成雷暴體 141
8.5 雷暴體的跟蹤 142
8.5.1 雷暴體的跟蹤 142
8.5.2 雷暴的預(yù)測(cè) 143
8.6 計(jì)算雷暴預(yù)警等級(jí) 143
8.7 預(yù)警產(chǎn)品的發(fā)布 144
8.8 基于大氣電場(chǎng)儀的雷電臨近預(yù)警 145
8.8.1 基于大氣電場(chǎng)和閃電定位資料的雷電預(yù)警 146
8.8.2 基于聚類算法的雷電臨近預(yù)警應(yīng)用 151
第9章雷電預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng) 159
9.1 雷電預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng)開發(fā)過程 159
9.1.1 需求分析階段 159
9.1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段 160
9.1.3 系統(tǒng)實(shí)施階段 165
9.1.4 系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)階段 166
9.2 湖南省雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng) 166
9.2.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 166
9.2.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能 167
9.3 CAMS_LDWS的業(yè)務(wù)應(yīng)用 169
9.3.1 雷達(dá)資料應(yīng)用模塊 171
9.3.2 閃電資料應(yīng)用模塊 172
9.3.3 決策樹算法和探空資料應(yīng)用模塊 173
9.3.4 多種資料綜合預(yù)報(bào)方法 174