雷暴中双极性窄脉冲事件的位置与辐射强度 被引量：4

1

作者 姜睿娇 董万胜 +1 位作者 刘恒毅 杨磊 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2018年第2期177-187,共11页

双极性窄脉冲事件(NBE)是一类特殊的大气放电现象,能产生强甚低频/低频(VLF/LF)和甚高频(VHF)辐射。为了探索NBE发生的气象环境和放电特性,选出重庆双频段闪电定位网络在一次雷暴过程中观测到的608次正极性NBE(简称正NBE)和82次负极性N... 双极性窄脉冲事件(NBE)是一类特殊的大气放电现象,能产生强甚低频/低频(VLF/LF)和甚高频(VHF)辐射。为了探索NBE发生的气象环境和放电特性,选出重庆双频段闪电定位网络在一次雷暴过程中观测到的608次正极性NBE(简称正NBE)和82次负极性NBE(简称负NBE),对比发生位置和辐射强度。结果表明:正NBE主要分布于7~15 km高度处,归一化到距离辐射源100 km处的VLF/LF电场变化峰值的平均值为13.4 V·m^(-1),平均VHF辐射功率为73.5 kW。负NBE主要发生在两个高度范围,72例负NBE分布于16~20 km高度,它们倾向于发生在30~35 dBZ回波顶高大于18 km的对流云顶及附近,其平均归一化VLF/LF电场变化峰值为42.7 V·m^(-1),平均VHF辐射功率为76.9kW。10例负NBE分布于4~8 km高度,全部发生于对流核内部。其平均归一化的VLF/LF电场变化峰值为2.7 V·m^(-1),平均VHF辐射功率为18.2 kW。从统计结果看,在VLF/LF频段,上部负NBE的辐射强度普遍强于正NBE和下部负NBE;在VHF频段,上部负NBE的辐射强度与正NBE基本相当,大于下部负NBE;下部负NBE在两个频段的辐射通常弱于正NBE。 展开更多

关键词 双极性窄脉冲事件 高度 位置 辐射强度

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西南地区双极性窄脉冲事件与雷达回波的关系 被引量：1

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作者 刘莎莎 董万胜 +1 位作者 吴亭 刘恒毅 《高原气象》 CSCD 北大核心 2014年第3期801-810,共10页

利用西南地区观测的6次产生双极性窄脉冲事件(Narrow Bipolar Events,NBEs)的雷暴个例,讨论了正、负极性NBEs与常规闪电、雷达回波所表征的雷暴强度的关系。6次雷暴均产生两种极性的NBEs,其中1次雷暴产生了较多的负极性NBEs,数量超过正... 利用西南地区观测的6次产生双极性窄脉冲事件(Narrow Bipolar Events,NBEs)的雷暴个例,讨论了正、负极性NBEs与常规闪电、雷达回波所表征的雷暴强度的关系。6次雷暴均产生两种极性的NBEs,其中1次雷暴产生了较多的负极性NBEs,数量超过正极性NBEs。统计分析表明,NBEs与40dBZ回波体积(V40)表征的雷暴强度之间并没有类似常规闪电的正比例线性变化关系,大部分NBEs发生于V40的较大值范围内,在V40的低值区域较少发生。相比正极性NBEs,负极性NBEs更集中产生于雷暴对流发展强烈的阶段,产生较多负极性NBEs的雷暴对流发展也更为强烈。从空间分布结构上看,正极性NBEs出现在强对流核心的外围区域,负极性NBEs集中产生于强对流核的云顶附近。负极性NBEs的产生对雷暴发展的强度具有较好地指示作用。 展开更多

关键词 双极性窄脉冲事件 常规闪电 雷达回波 雷暴强度

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基于闪电双极性窄脉冲事件波形观测日出日落电离层D层变化 被引量：3

3

作者 刘非凡 秦子龙 +3 位作者 祝宝友 马明 陈明理 沈鹏 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期484-493,共10页

利用闪电作为辐射源来探测电离层D层是近年来国外学者研究的热点.本文基于江淮流域六站同步闪电观测站网,实现了一种利用闪电双极性窄脉冲事件(Narrow Bipolar Events,NBE)来探测电离层D层等效高度的方法.基于此方法,对两次分别发生在... 利用闪电作为辐射源来探测电离层D层是近年来国外学者研究的热点.本文基于江淮流域六站同步闪电观测站网,实现了一种利用闪电双极性窄脉冲事件(Narrow Bipolar Events,NBE)来探测电离层D层等效高度的方法.基于此方法,对两次分别发生在日出和日落阶段的雷暴分析结果显示,上述两个阶段D层反射高度变化特征呈现显著的不对称性:日出期间D层反射高度随时间线性降低速率为5.9km/h;而日落期间D层反射高度随时间线性递增速率为8.6km/h.综合日间太阳耀斑期间D层反射高度剧烈波动的观测事实,与日出、日落期间D层特征变化,结果表明太阳辐射电离中性大气分子的电子生成机制在日间D层电子密度变化中占主导地位.本文结果展现了利用NBE事件监测电离层D层变化特征的可行性,这一方法与基于地闪回击波形的D层探测方法结合在一起,有望把现有具有闪电事件定位和电磁波波形记录能力的闪电观测站网扩展为实时对电离层D层时空变化监测的网络. 展开更多

关键词 电离层D层探测 双极性窄脉冲事件 日出日落低电离层过渡特征

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江淮地区一次雷暴过程双极性窄脉冲事件活动特征的相关研究

4

作者 陈燕玲 刘非凡 +2 位作者 祝宝友 彭长志 马明 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第12期1022-1032,共11页

利用2014年8月5日江淮地区一次产生多个双极性窄脉冲事件(narrow bipolar event,NBE)的雷暴个例,结合空基资料(TRMM卫星,NCEP/CPC Global IR Dataset)和地基资料(闪电探测和多普勒雷达回波数据),讨论了NBE与雷暴相关参数的关系以及位于... 利用2014年8月5日江淮地区一次产生多个双极性窄脉冲事件(narrow bipolar event,NBE)的雷暴个例,结合空基资料(TRMM卫星,NCEP/CPC Global IR Dataset)和地基资料(闪电探测和多普勒雷达回波数据),讨论了NBE与雷暴相关参数的关系以及位于不同雷暴区域NBE的孤立性和辐射强度.结果表明,NBE主要发生在云顶温度小于210 K、极化修正亮温(PCT-85)小于100 K的雷暴对流旺盛区域.通过分析NBE与30 dBZ多普勒雷达回波最大发展高度及闪电频次的关系,发现NBE主要发生于闪电频次较高时期,且NBE与闪电频次的相关性强于其与30 dBZ雷达回波最大高度的相关性.对NBE孤立性及VLF/LF波段辐射强度的分析表明,大多数孤立NBE发生于雷暴发展期,位于20 dBZ及以下的NBE辐射强度最大且最孤立. 展开更多

关键词 双极性窄脉冲事件(nbe) TRMM卫星 雷达回波垂直剖面 辐射强度

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双极性窄脉冲介质阻挡放电合成臭氧的研究 被引量：16

5

作者 刘钟阳 吴彦 王宁会 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期28-29,38,共3页

利用火花隙开关的双极性陡前沿窄脉冲高压电源 ,产生双极性陡前沿窄脉冲 ,在放电反应器中引发介质阻挡放电。试验结果表明 :该种形式的放电兼有短脉冲电晕放电和介质阻挡放电的优点 ,合成臭氧产率高 :进气为露点 <-40℃的干燥空气 ,... 利用火花隙开关的双极性陡前沿窄脉冲高压电源 ,产生双极性陡前沿窄脉冲 ,在放电反应器中引发介质阻挡放电。试验结果表明 :该种形式的放电兼有短脉冲电晕放电和介质阻挡放电的优点 ,合成臭氧产率高 :进气为露点 <-40℃的干燥空气 ,臭氧质量浓度在 4～ 8g/ m3时 ,产率为 90～ 12 0 g/ (k Wh) ;进气为工业瓶装氧气 ,臭氧质量浓度在 3～18g/ m3时 ,对应产率为 30 0～ 390 g/ (k Wh) ,对比普通的介质阻挡放电提高产率幅度 >30 %。 展开更多

关键词 臭氧 窄脉冲 双极性 介质阻挡放电

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双极性窄脉冲电场波形特征 被引量：7

6

作者 吴亭 董万胜 刘恒毅 《高原气象》 CSCD 北大核心 2011年第3期823-830,共8页

利用2007年夏季野外试验取得的多站电场数据,通过一个较为宽泛的标准并配以手动判别的方法,挑选出14 871例双极性窄脉冲(NBE)的电场波形,对比分析了正、负极性NBE的3个基本特点:极窄的宽度、极大的峰值及孤立性。结果表明,两者的电场波... 利用2007年夏季野外试验取得的多站电场数据,通过一个较为宽泛的标准并配以手动判别的方法,挑选出14 871例双极性窄脉冲(NBE)的电场波形,对比分析了正、负极性NBE的3个基本特点:极窄的宽度、极大的峰值及孤立性。结果表明,两者的电场波形特征具有明显的差异。正、负极性NBE的脉冲平均宽度分别为6.42μs和5.46μs,并且正极性NBE的脉冲宽度更容易出现极大值,其最大值为19.76μs。正、负极性NBE的脉冲平均峰值分别为403.4和627.0数字单位,而同时期观测到的97 713例负地闪回击的平均电场峰值仅为256.7数字单位。负极性NBE的脉冲峰值更容易出现极大值,其最大值为5 118数字单位,而正极性NBE的脉冲峰值最大值为3 347数字单位。NBE的孤立性明显,分别有73.5%和78.5%的NBE在其发生后和发生前的1s内没有其他任何触发事件。正、负极性NBE的孤立性差异也较明显,4.39%的正极性NBE在其发生后的10ms内出现了其他放电过程,而负极性NBE对应的比例仅为1.61%。基于这些特点,并结合两者放电高度的差异,初步探讨了两者放电过程的一些差异。 展开更多

关键词 双极性窄脉冲 电场波形 孤立性

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全固态高压双极性方波脉冲叠加器的研制 被引量：11

7

作者 葛劲伟 姜松 +1 位作者 饶俊峰 李孜 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1305-1312,共8页

为满足高压双极性脉冲产生臭氧的实验需求,研制了1种新型的全固态高压双极性脉冲叠加器。该结构对全桥结构的脉冲叠加器进行了改进,减少了开关使用数量,通过控制主电路中MOSFETs的驱动信号,实现双极性高压脉冲的输出。对电路的结构设计... 为满足高压双极性脉冲产生臭氧的实验需求,研制了1种新型的全固态高压双极性脉冲叠加器。该结构对全桥结构的脉冲叠加器进行了改进,减少了开关使用数量,通过控制主电路中MOSFETs的驱动信号,实现双极性高压脉冲的输出。对电路的结构设计、容性负载下的工作过程、参数设计进行了阐述分析,并利用Pspice软件对电路的可行性进行了仿真验证。最后搭建了1台9级实验样机,实验表明:该双极性高压脉冲源的截尾机制可有效解决脉冲拖尾问题;电容负载时,采用改进后的控制策略避免了偏压的产生,脉冲源可稳定输出±4k V、最小脉宽600 ns的方波窄脉冲;在DBD负载下频率最高可达12 kHz,为开展高压脉冲产生臭氧的实验提供了硬件支持。 展开更多

关键词 全固态 双极性 脉冲叠加器 改进型全桥结构 方波窄脉冲

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青藏高原东北部双极性窄脉冲放电物理参数模型反演

8

作者 王彦辉 刘亚栎 +3 位作者 金旺 闵应昌 刘银萍 赵果 《电波科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期1007-1018,共12页

利用青藏高原东北部青海地区三维定位数据和双极性窄脉冲电场波形同步数据,基于三种模型和粒子群优化算法,拟合并反演了双极性窄脉冲放电通道中电流峰值、通道尺度等特征参数,统计分析了不同传输线模型拟合得到的双极性窄脉冲的物理参数... 利用青藏高原东北部青海地区三维定位数据和双极性窄脉冲电场波形同步数据,基于三种模型和粒子群优化算法,拟合并反演了双极性窄脉冲放电通道中电流峰值、通道尺度等特征参数,统计分析了不同传输线模型拟合得到的双极性窄脉冲的物理参数.结果表明:在基于流光-先导的准静电场传统空气热击穿机制的TL模型和MTLK模型中,相比TL模型,MTLK模型考虑了电流传输过程中能量的损耗,更符合实际;而基于准静电场相对逃逸雪崩击穿机制的MTLEI模型,相比较另两种传输线模型,表现为更窄放电通道内存在长时间随着高度呈指数递增的电流强度.三种传输线模型反演得到的电偶极矩范围为100~800 C·m,而更高处发生的双极性窄脉冲事件(narrow bipolar event,NBE)通常具有更大电偶极矩. 展开更多

关键词 甚高频 双极性窄脉冲事件(nbe) 到达时间差法 粒子群算法

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适用于三电平逆变器低调制比区域的双极性载波脉宽调制策略研究 被引量：4

9

作者 高瞻 王立欣 +2 位作者 周志达 耿程飞 吴轩钦 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第18期7254-7267,共14页

当三电平逆变器工作在低调制比区域时,窄脉冲对输出电压的畸变影响尤其显著,甚至会导致逆变器运行不可控,而传统空间矢量脉宽调制策略(space vector PWM,SVPWM)在低调制比区域存在窄脉冲。针对以上问题,该文首先分析传统SVPWM产生窄脉... 当三电平逆变器工作在低调制比区域时,窄脉冲对输出电压的畸变影响尤其显著,甚至会导致逆变器运行不可控,而传统空间矢量脉宽调制策略(space vector PWM,SVPWM)在低调制比区域存在窄脉冲。针对以上问题,该文首先分析传统SVPWM产生窄脉冲的原因,然后设计可抑制窄脉冲的双极性SVPWM。在此基础上,为更方便的实现双极性SVPWM,推导双极性SVPWM的等效双调制波表达式。通过制定双调制波与三角载波的比较规则,进一步提出双极性载波脉宽调制策略(bipolar carrier-based PWM,BCBPWM),并为其设计中点电压平衡控制和死区补偿方法。最后,分析BCBPWM的脉宽特性、中点电压波动、谐波性能和直流电压利用率。仿真和实验结果证明,相较传统SVPWM,BCBPWM可在低调制比区域完全消除窄脉冲、提升电流谐波性能,其可以控制中点电压平衡并具备计算简单、实现方便的优势。 展开更多

关键词 三电平逆变器 窄脉冲 低调制比区域 双极性载波脉宽调制 中点电压平衡控制 死区补偿

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VLF至MF频段雷电电场变化波形分类数据集

10

作者 王宇 肖力郎 +4 位作者 贺恒鑫 傅中 程晨 谷山强 陈维江 《中国科学数据（中英文网络版）》 CSCD 2024年第4期407-416,共10页

雷电作为一种复杂的大气放电现象,其放电过程中会产生多种类型的电场变化波形。对这些波形进行准确地识别不仅是提升雷电监测系统性能的关键,也直接关联到对雷电物理过程的深入理解。本研究基于2022至2023年间于安徽合肥市部署的13套雷... 雷电作为一种复杂的大气放电现象,其放电过程中会产生多种类型的电场变化波形。对这些波形进行准确地识别不仅是提升雷电监测系统性能的关键,也直接关联到对雷电物理过程的深入理解。本研究基于2022至2023年间于安徽合肥市部署的13套雷电电场变化测量设备,综合收集了合肥及周边地区雷暴活动期间的电场变化波形数据。数据时间跨度覆盖3月至10月合肥主要雷电活动季节,空间跨度涉及整个城市及其周边地区,确保了数据的代表性与全面性。在数据质量控制方面,采用了严格的数据筛选与预处理流程,确保了数据集的准确性和可靠性。采用先进的卷积神经网络(CNN)模型,对波形数据进行了系统分类,成功辨识出了四种雷电放电过程中的电场变化波形,具体包括地闪回击过程(RS,15290例)、初始击穿过程(PB,3946例)、双极性窄脉冲事件(NBE,3919例)以及一般云闪过程(IC,4111例)。分类模型的准确率超过99%,展现了高效的识别能力。本研究创建了一份大样本量、高质量分类的雷电电场变化波形分类数据集,本数据集不仅能够支持开发更为先进的雷电波形分类算法,促进雷电监测、核爆电磁脉冲监测等技术的进步,也可为深入理解雷电物理过程提供重要的数据基础。 展开更多

关键词 雷电电场变化波形 地闪 云闪 初始击穿过程 双极性窄脉冲事件

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闪电电场变化波形时域特征分析及放电类型识别 被引量：18

11

作者 刘恒毅 董万胜 +1 位作者 王涛 邱实 《气象》 CSCD 北大核心 2009年第3期49-59,共11页

对闪电电场变化波形进行时域特征分析,研究闪电放电类型识别方法,是闪电探测系统研制工作的重要组成部分。利用闪电快电场变化资料,研究分析闪电波形的时域特征,分别统计负地闪回击和双极性窄脉冲波形的上升时间、下降时间、脉冲宽度等... 对闪电电场变化波形进行时域特征分析,研究闪电放电类型识别方法,是闪电探测系统研制工作的重要组成部分。利用闪电快电场变化资料,研究分析闪电波形的时域特征,分别统计负地闪回击和双极性窄脉冲波形的上升时间、下降时间、脉冲宽度等多个特征参数,得出负地闪回击波形上升时间平均值为2.9μs、下降时间平均值为89μs、脉冲宽度平均值为15.4μs,而双极性窄脉冲波形的上升时间平均值为1.7μs、下降时间平均值为2.1μs、脉冲宽度平均值为2.4μs。通过对闪电波形参数的统计分析,给出了不同放电过程的识别判据,实现了对地闪回击、双极性窄脉冲的自动识别,并利用实测数据进行了验证。结果表明,制定的波形识别判据对负地闪回击的识别效率可达到90%,对正地闪回击与双极性窄脉冲事件也有较高的识别率。 展开更多

关键词 波形识别 回击 双极性窄脉冲事件 闪电探测

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基于电离层反射的袖珍云闪(CID)三维定位研究 被引量：8

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作者 吴亭 董万胜 +1 位作者 李良福 覃彬全 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期1095-1103,共9页

袖珍云闪是一类区别于常规闪电放电过程的特殊放电现象,能够同时产生极强的高频和低频辐射信号,其低频辐射信号在电离层与地面之间反射后能够在电场变化波形上形成电离层反射脉冲对.电离层反射信号与原信号的时间差包含着放电三维位置... 袖珍云闪是一类区别于常规闪电放电过程的特殊放电现象,能够同时产生极强的高频和低频辐射信号,其低频辐射信号在电离层与地面之间反射后能够在电场变化波形上形成电离层反射脉冲对.电离层反射信号与原信号的时间差包含着放电三维位置和电离层高度的信息,而借助于多站闪电探测网络的同步观测就能够反演这些信息.基于这一规律,本文发展了一种对袖珍云闪实现三维定位的新方法.这种方法不仅能够对大范围内的袖珍云闪实现准确的三维定位,同时还能够反演电离层的高度,是一种潜在的研究电离层相关性质的有效手段.通过将定位结果与雷达回波比较,证明这种方法具有较高的精度.利用这种方法,计算了5489例正极性袖珍云闪和1400例负极性袖珍云闪的放电高度,发现正极性袖珍云闪主要集中在7～14km,而负极性袖珍云闪达到了15～18km.负极性袖珍云闪的放电高度总体上与对流层顶高度相当,其数量相比于正极性袖珍云闪明显偏少,因此很可能产生于较为罕见的极旺盛的雷暴过程中. 展开更多

关键词 袖珍云闪 双极性窄脉冲 电离层 云内放电 三维定位

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