Статья

Название статьи МЕТОДОЛОГИЯ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ГРОЗОВОЙ ОПАСНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ И ГРОЗОПЕЛЕНГАЦИОННОЙ СЕТИ
Автор А. Х. Аджиев, А. С. Болдырев, В. А. Кузьмин
Рубрика РАЗДЕЛ III. РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ
Месяц, год 07, 2018
Индекс УДК 551.501
DOI 10.23683/2311-3103-2018-7-166-177
Аннотация Представлена методология оповещения о грозовой опасности, использующая измерения напряженности электрического поля и данные грозопеленгационной сети. Использование методики позволяет устанавливать критерий опасности для предупреждения рисков и ущерба молниезависимым отраслям жизнедеятельности. Для организации предупреждений о грозах реализована методология «двух зон». Размер и масштаб зон выбраны в зависимости от эффективности определения координат молний, точности локализации системы детектирования электрического поля и масштаба цели. В данной работе проработана технология оповещения «двух зон» на основе выходных данных измерителя напряженности электрического поля атмосферы и регистратора разрядов молний. Выявлены особенности динамики изменений значений градиента потенциала электрического поля атмосферы в период отсутствия над пунктом регистраций облачности. Показано, что при наличии наземных разрядов молний над зонами динамика изменений значений градиента потенциала электрического поля атмосферы значительно трансформируется. Полученные результаты показали хорошую взаимосвязь данных грозопеленгационной сети с измеряемыми значениями градиента потенциала электрического поля атмосферы, в особенности для молниевых разрядов типа облако-земля. Показано, что по регистрациям у поверхности земли градиента потенциала электрического поля атмосферы можно судить о подготовленности условий в облаке для развития разрядов молний. В частности, если фиксируемые градиенты не превышают абсолютных значений от -0,2 до +0,2кВ/м, то в облаке молнии не фиксируются. При значениях градиента от -0,2кВ/м и менее и при +0,2кВ/м и более следует ожидать облачные молниевые разряды, при их значениях от -2кВ/м и менее и при +2кВ/м и больше наземные молнии. С ростом абсолютных значений градиента потенциала электрического поля атмосферы в начале имеет место разряды отрицательной полярности, при дальнейшем росте градиента при значениях больше (меньше) +3кВ/м (-3кВ/м) фиксируются наряду с облачными и отрицательными и положительные молниевые разряды.

Скачать в PDF

Ключевые слова Гроза; молния; метод двух зон; напряженность электрического поля; грозопеленгационная сеть.
Библиографический список 1. Аджиев А.Х., Богаченко Е.М. Грозы Северного Кавказа. – Нальчик, 2011. – 152 с.
2. Inampues J., Aranguren D., Torres H., Montanya J., Santoyo I., Olarte E. and Younes C. Analysis of lightning forecasts in Colombia based on the lightning detection detwork data // X International Symposium on Lightning Protection – X SIPDA, Curitiba, Brasil: SIPDA, 2009.
3. Murphy M.J. Probabilistic early warning of cloud – to – ground lightning at an airport // 16th Conference on Probability and Statistics in the Atmospheric Sciences, Orlando, Florida, 2002.
4. Clements N.C. The warning time for cloud – to – ground lightning in isolated, ordinary thunderstorms over Houston, Texas,” Master study: Texas A&M University, 2007.
5. Аджиев А.Х., Тапасханов В.О., Стасенко В.Н. Система грозопеленгации на Северном Кавказе // Метеорология и гидрология. – 2013. – № 1. – С. 5-11.
6. Murphy M.J. and Demetriades N. The role of total lightning in thunderstorm nowcasting // Symposium on Planning, Nowcasting and Forecasting in the Urban Zone, Tucson, Arisona, USA: VAISALA Inc, 2005.
7. Lopez J., Perez E., Herrera J., Aranguren D. and Porras L. Thunderstorm warning alarms methodology using electric field mills and lightning location networks in mountainous regions // International Conference on Lightning Protection (ICLP), Vienna, Austria, 2012.
8. Гашина С.Б., Дивинская Б.Ш., Сальман Е.М. Методика использования и результаты проверки численного радиолокационного критерия грозоопасных облаков // Тр. ГГО.
– 1968. – Вып. 231. – С. 24-29.
9. Алексеева А.А., Бухаров М.В. Спутниковый диагноз гроз по синхронной информации радиометров микроволнового и инфракрасного диапазонов // Метеорология и гидрология. – 2005. – № 6. – С. 30-39.
10. EN50536. “Protection against lightning. Thunderstorm warning systems”. European Committee for Electrotechnical Standardization, 2010.
11. Наставление по метеорологическому обеспечению гражданской авиации (НМОГА-73). – Гидрометеоиздат, 1973. – 137 с.
12. ACRP Report 8. “Lightning – Warning Systems for Use by Airports”. Airport Cooperative Research Program, Federal Aviation Administration, USA, 2008.
13. Uman M.A., Rakov V.A. The interaction of lightning with airborne vehicles Progress in Aerospace Sciences. – 2003. – Vol. 39. – P. 61-81.
14. Измеритель электрического поля EFM550. Руководство пользователя http://www.vaisala.com.2004.
15. Базелян Э.М., Райзер Ю.П. Физика молнии и молниезащиты. – М.: Физматлит, 2001. – 320 с.
16. Uman M. Lightning Return Stroke Electric and Magnetic Fields, 1984,1С on Atmospheric Electricity, Albany, New York, June 3-8.
17. Adzhiev A., Kuliev D., Kazakova S., Malkandueva L., Korovin I., Boldyrev A., Schaefer G. Investigating the influence of thunderstorms on atmospheric electric field potential gradient variations // 5th International Conference on Informatics, Electronics and Vision. – 2016.
– P. 1165-1168.
18. Boldyreff A.S., Bespalov D.A., Adzhiev A.Kh. Automated information-analytical system for thunderstorm monitoring and early warning alarms using modern physical sensors and information technologies with elements of artificial intelligence // SPIE Commercial + Scientific Sensing and Imaging, 10218. – 2017.
19. Adzhiev A.Kh., Boldyrev A.S., Bolgov Y.V., Wendisch M., Bondareva O.V. Advanced remote sensing of thunderstorm events and atmospheric electric field // Proc. SPIE 10424, Remote Sensing of Clouds and the Atmosphere XXII, 2017. – Doi: 10.1117/12.2299290.
20. Aida A. Adzhieva, Vitaliy A. Shapovalov, Anton S. Boldyrev, Dmitry A. Bespalov. Sensing of parameters of lightning discharges on the South of the European part of Russia // Proc. SPIE 10786, Remote Sensing of Clouds and the Atmosphere XXIII, 107860F 2018. – Doi: 10.1117/12.2513299.

Comments are closed.