静止卫星闪电探测解析.ppt

五. 结论 30 根据静止卫星搭载闪电成像仪探测闪电的云中光子辐射传输机理和云顶闪电探测过程，分别建立了云中闪电传输模型和闪电定位的云高订正模型，模拟分析了云中闪电传输影响和闪电定位的云高影响，得到的结果如下： （１）云的体积、光学厚度、形状，甚至闪电在云中发生的位置，都会对云顶输出闪电能量的大小和持续时间产生影响，持续时间可能超过目前闪电成像仪设计的２ｍｓ成像积分时间，有些闪电需要连续几帧 五. 结论 31 图像才能被全部探测． （２）闪电到达云顶的能量受云的特征和闪电发生位置的影响，但云粒子散射对云顶闪电的水平位置影响不大，闪电成像仪定位的云顶闪电可代表云中或云间的闪电位置． 因此，开展静止卫星闪电探测云影响研究，对于确定闪电成像仪成像积分时间要求，以及不同时间序列闪电成像数据中闪电信号的识别、闪电定位中的云高订正等都将提供重要的技术支撑作用. END ,THANKS! 静止卫星闪电探测 一. 闪电探测现状简介 1 闪电是一种危险的、具有破坏性的大气现象，是强对流活动的重要表征之一． 闪电的实时、连续观测，在航空气象安全保障和军事气象保障等领域将发挥重要用． 闪电活动在不同的时间和空间尺度上存在相当大的差别，很长时间以来，对局地闪电精度远远小于卫星探测特征的认识只能基于地面观测． 一. 闪电探测现状简介 2 尽管建立相当密集的雷电监测网络，能较准确地对其网络覆盖范围内发生的地闪进行定位和计数．但是，由于观测点的局限性，而且各观测点所使用的观测手段不尽相同，对云中闪电探测精度远远小于卫星探测. 一. 闪电探测现状简介 3 在９０年代中期，美国先后发射了ＯＴＤ和ＬＩＳ两个搭载在极轨卫星上的闪电光学探测器．随后美国和欧洲的地球静止轨道卫星闪电成像仪ＧＬＭ 和ＬＩ都在准备之中，我国即将发射的静止轨道气象卫星－风云四号也将搭载闪电仪．由于目前还没有已发射的静止轨道卫星闪电成像仪，许多理论和方法都有待研究． 二. 卫星闪电探测基本原理 4 闪电大多数都发生在雷暴云的中间和下方，直接观测闪电极可能被云层遮挡，云粒子会对闪电光源进行多次散射．１９８９年Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ证明由于散射引起的能量丢失是很少的，部分能量可被散射到云顶，使云顶表面发出明亮的光，所以卫星观测到的闪电信号是来自于云顶部的能量. 二. 卫星闪电探测基本原理 5 １９８２年Ｔｈｏｍａｓｏｎ研究了不同形状、有限大小的云对闪电的影响，１９９４年Ｋｏｓｈａｋ使用多次散射的方法处理闪电辐射传输的扩散模型．２００１年Ｌｉｇｈｔ使用蒙特卡洛方法模拟了ＦＯＲＴＥ 卫星观测的闪电光学波形．２００２年Ｄｙｕｄｉｎａ也使用同样的方法模拟了Ｇａｌｉｌｅｏ卫星观测到的木星上发生的闪电． 二. 卫星闪电探测基本原理 6 气象服务、航空航天等领域都需要准确的闪电定位数据.地基闪电探测对于云中闪电定位的准确性和稳定性相对较差，静止卫星平台的光学闪电定位技术则弥补了这些缺陷． 针对云中闪电传输和闪电定位需求，结合我国静止卫星闪电仪的探测机理和仪器研发，以及云间或云下闪电定位要求，该研究将利用蒙特卡洛方法模拟云的不同特性对闪电在云中传输的影响，并通过考虑云高的影响来修正闪电订正模型． 三. 云中闪电传输模型简介 7 气体分子、气溶胶等云粒子造成云中的闪电光辐射发生多次散射．蒙特卡洛统计模型用于模拟随机物理过程，从源释放光子以及在介质中追踪光子．光子的吸收和散射是一个随机的过程，