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利用地面电场数据进行短时雷电预警的方法
摘要：
雷电灾害是一种很常见的自然灾害，对人类生产和生活造成极大的威胁。因此，短时雷电预警技术的研究具有重要意义。本文总结了利用地面电场数据进行短时雷电预警的方法，主要包括预警指标选择、预警模型建立、预警系统实现等方面。预警指标主要包括雷暴电场强度、雷暴电场变化速率等，通过建立预警模型，对地面电场数据进行分析，从而实现对短时雷电的预警。文章对比了多种预警方法，总结了优缺点，在此基础上针对短时雷电的特点，提出了一种相对应更为准确的短时雷电预警方法，最后结合实际数据验证了该方法的有效性。
关键词：雷电预警；地面电场；预警指标；预警模型；短时雷电
Abstract:
Lightninghazardsarecommonnaturaldisastersthatposegreatthreatstohumanproductionandlife.Therefore,theresearchonshort-termlightningwarningtechnologyisofgreatsignificance.Thispapersummarizesthemethodofutilizinggroundelectricfielddataforshort-termlightningwarning,includingwarningindicatorselection,warningmodelbuilding,warningsystemimplementationandotheraspects.Thewarningindicatorsmainlyincludethunderstormelectricfieldstrengthandthunderstormelectricfieldchangerate.Byestablishingawarningmodel,thegroundelectricfielddataisanalyzedtoachievethepredictionofshort-termlightning.Thearticlecomparesvariouswarningmethods,summarizestheiradvantagesanddisadvantages,andbasedonthecharacteristicsofshort-termlightning,proposesamoreaccuratemethodofshort-termlightningwarning,andfinallyverifiestheeffectivenessofthismethodwithactualdata.
Keywords:lightningwarning;groundelectricfield;warningindicators;warningmodel;short-termlightning
一、引言
自然灾害是人类普遍面临的一种问题，而雷电灾害亦是常见自然灾害之一。不仅出现在户外活动、旅游、消费还出现在建筑、交通、通讯、电力等相关领域。因此，研究和发展短时雷电预警技术已成为一个全球性的趋势和挑战。随着技术的进步和国家对短时雷电预警的重视，预警系统已经可以帮助人们预防和减轻雷电损失，从而保障人民生命财产安全。
现代雷电短时预警技术主要使用地面电场观测数据作为重要数据来源，利用多种数据分析与处理手段，进行预测和预警。地面电场是一种反映大气内部的等电势线发生位移的现象。通俗来说，就是可以感测到空气中存在电流的电场。利用地面电场的变化，可以对雷电发生的地点和时间进行大致判断。本文主要总结了利用地面电场数据进行短时雷电预警的方法。
二、预警指标选择
预警指标是判断短时雷电的重要参数。研究表明，预警指标主要包括雷暴电场强度、雷暴电场变化速率等。雷暴电场强度是指观测站接收到的总电场信号的强度。雷暴电场变化速率是指两样地面电场数据在时间内发生变化的速率，包括斜率、角度等指标。
三、预警模型建立
预警模型是短时雷电预警系统的核心基础，主要是针对观测地域的历史雷电数据进行模拟和分析，从而得出适用于该地域的预警算法。透过各地历史雷电数据的分析，可知，在不同时间、不同地区、不同气象条件下，雷电的发生和表现方式具有相当的差异性，因此预警模型也应当建立一定的地方适应性。
四、预警系统实现
预警系统是将预警指标和预警模型相结合的过程。其主要任务是将接收到的雷电数据进行处理和分析，准确地预测短时雷电的发生时间和地点，为人们预防和规避遭受雷电灾害提供重要的决策依据。目前，国内外已经开发出多种短时雷电预警软件，如美国短时雷电预警系统(ATD)、国内短时雷电预警系统(ByteDance)等。这些软件的主要功能是根据本地电场数据，结合天气预报、卫星云图等数