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呼和浩特市大气颗粒物对大气电场的影响研究

大气颗粒,大气电场,影响

雷电预警预报技术及其应用 > 雷电预警预报技术

通过对呼和浩特地区不同天气条件下大气颗粒物对大气电场的影响，发现大气颗粒物是影响大气电场空报的主要因素之一，并利用时序差分分析方法，对不同天气条件下大气电场进行时序差分，发现利用时序差分电场阈值结合大气电场的初次极性反转进行预警能有效提高大气电场预警效率。

关键词：大气颗粒物；大气电场；影响

1、影响大气电场预警系统空报的主要因素分析

当大气电场强度达到报警阈值时，大气电场预警系统会发出雷电预警。然而，在某些情况下，预警系统可能会发出虚假的雷电预警，即所谓的空报。以2021年3月28日和2021年4月15日为例。如图1和图2所示，可以观察到大气电场与PM₁₀质量浓度呈现出较强的相关关系。





为了进一步分析影响大气电场预警系统空报的主要因素，从2018－2021年的数据中筛选出了66个空报日的样本。通过计算，发现其中有62个空报日样本显示出大气电场强度与大气颗粒物质量浓度之间存在较强的相关性。因此，大气颗粒物是影响大气电场预警系统发生空报的主要因素之一。

2、空报日与雷暴日大气电场的变化特征对比分析

通过对空报日和雷暴日的大气电场变化特征对比分析发现，两种天气条件下大气电场强度都显示出异常变化的特征。空报日的大气电场强度变化相对较小，且不会呈现正负极性的快速切换抖动，雷暴日的大气电场强度变化更加剧烈，并且会发生正负极性的快速转换。如图3和图4（分别为2021年3月27日空报日、2021年6月23日雷暴日大气电场特征图）





3、采用差分大气电场阈值及大气电场极性转化相结合的方法预警

通过对晴天、空报日、强雷暴日大气电场数据样本的时序差分分析，发现雷暴过程中地面大气电场的变化比空报日时更加剧烈。根据差分后的对比值，当大气电场时序差分的绝对值达到0.6kV∙m^-1∙s^-1以上且出现大气电场初次极性反转时，该地区在30min后有可能发生地闪，并且该预警方法的准确率较高。