剑网3开启水牢构建成体系全方位的雷电监测系统

剑网3开启水牢本文转自：中国气象报

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剑网3开启水牢构建成体系全方位的雷电监测系统

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剑网3开启水牢◀架设在海南三亚的高分型闪电通道成像系统

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剑网3开启水牢▶架设在西藏自治区当雄县的高速型闪电通道成像系统吕伟涛供图

剑网3开启水牢雷电精密监测是科学防范雷电灾害的关键一步，有助于更好地了解雷电的发生机制和发展规律，从而为防雷减灾工作提供科学依据。

剑网3开启水牢目前，我国气象部门已经建立了雷电监测网络，主要包括国家雷电监测网和各地区组建的地区雷电监测网，覆盖全国大部分地区。

剑网3开启水牢刘恒毅介绍，雷电的三维形态研究主要采用地面观测的方式，利用高精度闪电定位仪、专门的闪电相机等，观测雷电放电路径的三维形状及其变化情况；此外，利用计算机技术，可对雷电的发生发展过程进行数值模拟，从而研究闪电特定发展特征及其背后的物理机制。

闪电监测主要依靠对闪电发生时产生的电场、磁场、声音和光信号观测来实现。常见的设备有观测地面电场的大气电场仪，用于较大范围闪电定位观测的低频、甚低频闪电定位系统，用于精细闪电放电路径观测的甚高频闪电定位系统，用于雷暴日记录的人工或仪器观测，以及用于雷击事件记录的闪电光学观测等。

以全国范围的地闪定位系统为*表，它主要用于探测地闪的雷击位置、时刻和强度，并且能够区分正负极X。在此基础上，近年来我国闪电定位系统开始向全闪（能对云闪、地闪等闪电类型进行有效定位和区分）、三维（不仅能提供地闪接地位置，还能提供云闪放电空间三维分布）的方向升级。有些地区还开始在一些重点区域布设具有闪电放电路径高精度观测能力的闪电定位系统。中国气象科学研究院雷电团队就拥有基于多种技术路线的闪电高精度定位技术。总体来说，我国的闪电定位技术处于国际先进水平。

此前提到，最长的闪电长达700多公里，面对这类大型闪电，地面监测就“力不从心”了，此时就需要卫星遥感技术来协助。卫星可以直接从更广阔的高空探测，这些破纪录的巨型闪电自然难逃其法眼。

雷电的发生具有很强随机X，为了获取第一手的自然雷电物理参数，科学家开始在雷击高发的高建筑物开展各类综合雷击观测并获得大量宝贵数据。例如广州高建筑物雷电观测站TOLOG，主要针对广州高建筑群上发生的闪电活动进行综合观测与研究。吕伟涛介绍，TOLOG可以对闪电多个子放电过程不同强度的电磁场辐射信号进行完整记录，曾在国际上首次发现雷电连接过程中的侧击现象和先导连接行为的多样X。

TOLOG搭载了多种新型闪电光学观测设备，包括高速摄像系统和全视野闪电通道成像仪，具有对闪电先导发展过程的高速观测能力，可实现全视野范围闪电事件无遗漏捕获和高分辨率观测。4月20日，正是这一设备捕捉了广州塔“小蛮腰”主动接受雷击的全过程，引发全网关注。对于雷电的探测研究也使得避雷成为可能。主动“迎接”闪电的“小蛮腰”，也可以看做一种有效的区域避雷手段。吕伟涛介绍，“小蛮腰”高约600米，平均每年吸引闪电达几十次，密集时不到一小时就被击中10余次，这一过程的学名叫做“接闪”。“小蛮腰”敢于主动“接闪”的底气，来源于其顶部的雷电防御保护装置（避雷针）。当高楼上空出现带电云层时，避雷针被感应上电荷，与带电云层形成了一个电容很小的电容器。但避雷针针头很尖，能聚集大量电荷，导致避雷针与云层之间的空气易被击穿，成为导体。云层上的电荷经由接闪装置和引下线，流经建筑物，散落到周边大地。也就是说，“小蛮腰”顶部所谓的“避雷针”实际是“引雷针”，将雷电吸引到自己身上，来保护周边建筑和行人的安全，可谓“舍己为人”。

雷电的监测预报和预警技术也在不断精进。基于大量的气象数据，气象部门已经实现对雷电活动的精确预测和及时预警，雷电预报预警水平得以不断提升。例如，中国气象科学研究院雷电团队早在2006年就开始了雷电预警技术的相关研究，研发的雷电临近预警系统已经在中央气象台业务化运行，并应用于重大活动保障中。随着新技术的引入，雷电0—12小时临近预警和短时预报机器学习模型、数据和机理协同驱动的0—12小时雷电临近预警和短时预报系统这些最新产品，也为雷电预警预报技术的发展作出新的贡献。