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雷電監(jiān)測(cè)科技——抵御“天空之怒” 科學(xué)防雷有招

發(fā)布時(shí)間:2024年08月05日 來(lái)源:中國(guó)氣象報(bào)社

在科技飛速發(fā)展的今天,雷電的奧秘已漸為人知,對(duì)雷電進(jìn)行精密監(jiān)測(cè)以及開展科學(xué)防雷也正成為現(xiàn)實(shí)。目前,我國(guó)氣象部門已構(gòu)建起一張精密的監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。這張網(wǎng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)全國(guó)大部分地區(qū)雷電活動(dòng)的全天候、全方位監(jiān)測(cè)。

為了更直觀地理解雷電的復(fù)雜面貌,科學(xué)家利用高精度閃電定位儀、閃電相機(jī)等先進(jìn)設(shè)備,結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行三維形態(tài)研究。這些工具能夠精準(zhǔn)捕捉雷電放電路徑的三維形狀及其動(dòng)態(tài)變化,并通過(guò)數(shù)值模擬技術(shù),深入剖析閃電特定發(fā)展特征背后的物理機(jī)制。

雷電監(jiān)測(cè)技術(shù)的多元化發(fā)展,使監(jiān)測(cè)手段更加全面。從觀測(cè)地面電場(chǎng)的大氣電場(chǎng)儀,到甚低頻、低頻乃至甚高頻閃電定位系統(tǒng),監(jiān)測(cè)設(shè)備共同構(gòu)建起一個(gè)立體化的雷電監(jiān)測(cè)體系。值得一提的是,近年來(lái)我國(guó)閃電定位系統(tǒng)正逐步向全閃、三維方向升級(jí),部分重點(diǎn)區(qū)域部署了具備高精度觀測(cè)能力的閃電定位系統(tǒng),如中國(guó)氣象科學(xué)研究院雷電團(tuán)隊(duì)所掌握的多種技術(shù)路線閃電高精度定位技術(shù),已躋身國(guó)際先進(jìn)行列。

面對(duì)超大范圍的閃電活動(dòng)監(jiān)測(cè),地面監(jiān)測(cè)設(shè)備往往鞭長(zhǎng)莫及。此時(shí),衛(wèi)星遙感技術(shù)便成為不可或缺的補(bǔ)充。衛(wèi)星以其獨(dú)特的視角,從高空俯瞰地球,將那些破紀(jì)錄的巨型閃電盡收眼底,為雷電監(jiān)測(cè)提供更為廣闊的視野。

此外,科學(xué)家還通過(guò)在高雷擊風(fēng)險(xiǎn)的高建筑物上設(shè)立綜合觀測(cè)站,獲取第一手自然雷電物理參數(shù),如廣州的TOLOG觀測(cè)站。這些站點(diǎn)不僅記錄了閃電的電磁場(chǎng)輻射信號(hào),還通過(guò)高速攝像系統(tǒng)和全視野閃電通道成像儀,實(shí)現(xiàn)對(duì)閃電先導(dǎo)發(fā)展過(guò)程的高速、高分辨率觀測(cè)。廣州塔“小蠻腰”主動(dòng)“接閃”,正是這些科技成果的一次次生動(dòng)展示,也展現(xiàn)了避雷針在區(qū)域避雷中的重要作用。

基于海量氣象數(shù)據(jù)和先進(jìn)算法,我國(guó)雷電預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)不斷取得新突破。從0至12小時(shí)臨近預(yù)警到短時(shí)預(yù)報(bào)機(jī)器學(xué)習(xí)模型,再到數(shù)據(jù)與機(jī)理協(xié)同驅(qū)動(dòng)的預(yù)警系統(tǒng),這些創(chuàng)新成果為雷電災(zāi)害的提前防范提供了有力支持。中國(guó)氣象科學(xué)研究院雷電團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域不斷取得研究成果,更是為雷電預(yù)報(bào)預(yù)警技術(shù)的發(fā)展提供了重要支撐。

如今,雷電監(jiān)測(cè)科技正以前所未有的速度發(fā)展,未來(lái)的雷電監(jiān)測(cè)及其預(yù)報(bào)預(yù)警服務(wù)將更加精準(zhǔn)、高效,它將如同一頂?shù)钟疤炜罩钡摹敖痃娬帧保趶V闊天地間更好、更貼心地守護(hù)著人們的生產(chǎn)生活。

(作者:劉蕊?責(zé)任編輯:張明祿)