用雷达怎样探测雷电?
两个带电的云由于极性不同而相互吸引。当它们靠得很近或有很大的强度反差时,阴阳电就靠得很近并发生放电,这就是闪电。与此同时,中间空气的突然膨胀引起了空气的强烈振动。这种振动传到了人们的耳朵里,这就是人们通常所说的雷声。
由于光波的传播速度比声波快,闪电通常在听到雷声之前就出现了。
如果带电云的电荷密度相对较低,另一种电将从地面感应出来。感应电流将达到一定水平,云和地面之间会发生放电。有时,即使是云,如果上部和下部的极性不同,也会发生放电现象。
此外,在大面积的冷空气和暖空气发生冲突的地区,经常会有恶劣的天气变化,有时还会有大气排放。
当南海或西太平洋出现台风时,我国部分地区会出现闪电区,这些闪电区的位置与台风的移动方向和登陆条件间接相关。因此,闪电活动的探测也有助于天气预报和分析。
为了确定闪电分布的位置,可以在1000公里的距离上建立三个或四个远程闪电探测站,形成三角形或四边形的观测网。以一个台站为中心,每个台站都有同步无线电通信设备,以确保在同一步骤中观测到相同的闪电。当中心站发现一个强大的放电电源时,它会及时发出信号,每个站立即定位放电电源。最后,通过电报采集测量记录,并根据记录找出图上的交点,从而知道远程闪电分布的位置。
每个探测站都采用远程雷电测向仪探测雷电方向。这种定向仪器有两个相互垂直的环形天线,一个指向南北,另一个指向东西。
在接收到闪电发射的电磁波后,两个天线被发送到性能完全相同的两个放大器。然后,放大的信号被发送到电子射线管的垂直偏转板和水平偏转板,从而在射线管的荧光屏上出现一条亮线。这条亮线所指的方向就是闪电的方向。
大气放电可以发射不同波长的无线电波,就像无线电台工作在不同波长一样。
在闪电辐射的无线电波中,波长等于43公里(频率约为每秒7000赫兹)的无线电波辐射最强,因此接收闪电的定向仪的工作波长一般调整为43公里左右。从这个意义上说,闪电测向仪实际上是一个超长波接收器。闪电探测的范围不仅有利于天气预报,而且在电力传输和维护、森林防火和无线电传输方面提供有价值的信息。
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