【文章內(nèi)容簡介】 斗室。它是一個機(jī)械雙穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)，當(dāng)一斗室接水時，另一斗室處于等待狀態(tài)。當(dāng)所接水容積達(dá)到預(yù)定值（、）時，由于重力作用使自己翻倒，處于等待狀態(tài)，另一斗室處于工作狀態(tài)。當(dāng)其接水量達(dá)到預(yù)定值時，又自己翻倒，處于等待狀態(tài)。在翻斗側(cè)壁上裝有磁鋼，它隨翻斗翻倒時從干式舌簧管旁掃描，使兩個干式舌簧管輪流通斷。即翻斗每翻倒一次，干式舌簧管便送出一個開關(guān)信號（脈沖信號）。這樣翻斗翻動次數(shù)用磁鋼掃描干式舌簧管通斷送出脈沖信號計數(shù)，每記錄一個脈沖信號，、1毫米降水，實現(xiàn)降水遙測的目的。 XYL1翻斗式雨量傳感器主要技術(shù)指標(biāo)[11]：（1）承水口徑：￠200177。；（2）測量降水強(qiáng)度：≤ 4mm/min在8mm/min可以工作；（3）分辨力：、1mm(、)；（4）誤差：177。3%（室內(nèi)靜態(tài)測試，雨強(qiáng)為2mm/min）；（5）輸出信號：單干式舌簧管通斷；雙干式舌簧管通斷，常態(tài)時一通一斷；（6）工作溫度：0—50℃；（7）貯存溫度：10℃—50℃。5 閃電定位系統(tǒng)的應(yīng)用 閃電定位系統(tǒng)介紹閃電定位儀是利用閃電回?fù)糨椛涞穆?、光、電磁場特性來遙測閃電回?fù)舴烹妳?shù)的一種自動化探測設(shè)備。在探測技術(shù)上，閃電監(jiān)測定位方法有聲學(xué)法、光學(xué)法和電磁場法?，F(xiàn)代閃電定位系統(tǒng)起源于1796年美國人克瑞德等人成功地對原雙陰極示波器閃電探測儀的改進(jìn)。在此基礎(chǔ)上研制出了智能化的磁方向閃電定位系統(tǒng)。從這以后，世界上各發(fā)達(dá)國家和地區(qū)都開始布設(shè)閃電監(jiān)測定位網(wǎng)[12]。目前國際上應(yīng)用的雷電定位系統(tǒng)主要有三種，一種是磁方向探測系統(tǒng)，一種是時差法系統(tǒng)，另一種是時差測向混合法，通過測量閃電的方位角和時間差，進(jìn)行不同組合的聯(lián)合定位，并采用最小二乘法進(jìn)行誤差訂正?；旌隙ㄎ环y量精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前兩者，是目前主流的閃電定位探測設(shè)備[13]。 四川省閃電定位系統(tǒng)介紹我國的閃電定位技術(shù)是從八十年代末開始發(fā)展起來的，目前有幾百個VLFLF閃電定位系統(tǒng)的觀測站，主要由氣象、電力、電信、民航等部門和軍隊建設(shè)和使用。這些系統(tǒng)在雷電及對流性災(zāi)害天氣過程的監(jiān)測、人工影響天氣作業(yè)指揮、雷電防護(hù)等多方面得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，目前我國有26個省（自治區(qū)、直轄市）氣象局建設(shè)了以測量云—地閃電為主的雷電定位系統(tǒng)，探測站總數(shù)為150多個。其中，北京（3個）、山東（13個）、江蘇（9個）、廣西（6個）、江西（12個）、福建（9個）、黑龍江（22個）、四川（20個）、湖南（5個）、陜西（9個）、甘肅（4個）、湖北（13個）、安徽（10個）、云南（13個）、新疆（8個），且多為覆蓋全省市的聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，并生產(chǎn)了一些區(qū)域性的監(jiān)測產(chǎn)品，這大大提高了對閃電探測的精度和效率。四川省氣象局閃電定位系統(tǒng)采用了ADTD閃電定位儀。ADTD閃電定位儀是一個基于嵌入式微處理器的電磁波探測和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由電場天線、磁場天線、電子電路、GPS接收機(jī)和電源等組成。主要功能是探測閃電回?fù)舭l(fā)生時輻射的電磁波以及測量回?fù)綦姶挪ǖ竭_(dá)的精確時間，并對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。探測的參數(shù)有：地閃每次回?fù)暨^程的時間、位置、極性、閃電強(qiáng)度、閃電陡度等。單站的探測范圍為150㎞—180㎞，一共有四種定位方式：二站振幅、二站混合、三站混合、四站算法。四川省閃電定位系統(tǒng)共有紅原（31176。20′，107176。50′）、壤塘（31176。70′，101176。44′）、甘孜（31176。02′，100176。43′）、小金（31176。21′，102176。75′）、巴塘（30176。02′，99176。11′）、理塘（30176。36′，99176。92′）、康定（29176。60′，101176。57′）、九龍（28176。94′，101176。84′）、越西（28176。56′，101176。66′）、木里（29176。13′，101176。10′）、西昌（27176。83′，101176。91′）、會理（26176。68′，102176。28′）、綿陽（31176。02′，105176。68′）、溫江（30176。79′，103176。76′）、廣元（32176。34′，106176。39′）、南部（31176。32′，106176。04′）、達(dá)川（30176。92′，107176。49′）、遂寧（30176。50′，105176。95′）、雅安（30176。89′，102176。70′）、自貢（29176。07′，105176。20′）共20個子站組成。具體位置見圖51所示。圖51 四川省閃電定位網(wǎng) 閃電定位系統(tǒng)的具體應(yīng)用 閃電定位系統(tǒng)對閃電的監(jiān)測和分析閃電可以分為：云閃（包含云與云、云與空氣、云內(nèi)放電）、云地閃、誘發(fā)閃電、球閃等多種，其中對地面設(shè)施危害最大的是云地閃電。云地閃電又可以細(xì)分為：正閃（正電荷對地的放電）和負(fù)閃（負(fù)電荷對地的放電）。閃電定位系統(tǒng)其核心是通過幾個站同時測量閃電回?fù)糨椛涞碾姶艌鰜泶_定閃電源的電流參數(shù)。用Maxwell方程組和特殊路徑上的傳播影響，將兩者聯(lián)系起來。目前，ADTD閃電定位儀主要用來探測云地閃，并且能區(qū)分閃電正負(fù)極性。ADTD閃電定位儀的特點如下[14]：1. 當(dāng)二個探測站接收數(shù)據(jù)時，也能進(jìn)行較高精度的定位，定位誤差一般也能保證在幾公里以內(nèi)。2. 當(dāng)三個探測站接收數(shù)據(jù)時，采用測向數(shù)據(jù)剔除時差法的假解，定位精度和時差系統(tǒng)一樣。3. 當(dāng)四站及以上的多站網(wǎng)時，主要用時差探測數(shù)據(jù)定位，測向數(shù)據(jù)的意義在于：可以用時差定位結(jié)果，校正測向數(shù)據(jù)的系統(tǒng)誤差，以便提高二站和三站的定位精度。時差測向混合閃電定位系統(tǒng)既可以和測向系統(tǒng)聯(lián)合使用，又可以和時差系統(tǒng)聯(lián)合使用，有很好的兼容性?？傊?，時差測向混合閃電定位系統(tǒng)既能保證較少數(shù)目探測網(wǎng)有定位結(jié)果，又能保證較高的定位精度，是一種比較實用的雷電監(jiān)測定位系統(tǒng)，其定位精度一般在幾百米到1公里之間。ADTD閃電定位儀是高精度雷電定位系統(tǒng)，可以得到每次回?fù)舴烹娸椛涞碾姶琶}沖的下列參量：回?fù)舻姆烹姇r間、回?fù)舭l(fā)生的位置、100公里處回?fù)舨ㄐ蔚膹?qiáng)度峰值、100公里處回?fù)舨ㄐ味付戎怠?00公里處回?fù)舨ㄐ味更c時間、100公里處回?fù)舨ㄐ吻把厣仙龝r間、100公里處回?fù)舨ㄐ螌挾?。另外，根?jù)100公里處輻射場的波形，可以近似計算出回?fù)舻姆烹婋姾?、輻射能量?閃電定位系統(tǒng)對閃電的預(yù)警眾所周知，靜電場是由電荷建立的，閃電的發(fā)生來源于雷云內(nèi)部的電荷累積。這意味著只要能夠準(zhǔn)確檢測空間靜電場的變化，就可以間接了解雷云電荷累積的情況。根據(jù)多年來世界各地所記錄的相關(guān)氣象資料表明，閃電的發(fā)生需要一定條件，并且具有規(guī)律性：，在一個無云天氣檢測到的平均場強(qiáng)約250V/m，而當(dāng)場強(qiáng)檢測值達(dá)到2KV/m以上時，通常意味著該地點上方雷云已經(jīng)產(chǎn)生；如果場強(qiáng)持續(xù)增大至4kV/m，發(fā)生閃電現(xiàn)象的可能性就將超過90%；閃電發(fā)生時，場強(qiáng)會增大至14KV/m以上。一般情況下，獨立雷云（對流雷云）或雷云群的產(chǎn)生需要至少約20分鐘。閃電定位系統(tǒng)對閃電的預(yù)警正是基于上述原理設(shè)計的，它能夠?qū)崟r檢測其所在位置的靜電場場強(qiáng)變化，并排除或修正其它非雷云電場的干擾，然后通過對其信息的處理，以確定警報等級。6 地閃與降水量的相關(guān)關(guān)系本文所用的閃電次數(shù)數(shù)據(jù)由四川省氣象局防雷中心提供（放在文獻(xiàn)最后）。四川省的閃電定位系統(tǒng)由分布在全省范圍內(nèi)的20個ADTD閃電定位儀組成。由四川省閃電定位網(wǎng)圖可以看出，四川省的閃電定位儀分布不均勻，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和海拔較低的地區(qū)分布密集，而在海拔較高的地方和經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)分布稀少。這給四川省閃電監(jiān)測以及對四川省閃電規(guī)律分析帶來了一定的困難。本文所用的降雨量數(shù)據(jù)由四川省氣象局氣象信息中心提供。四川省的自動氣象站基本普及到縣，現(xiàn)在全省共有地面觀測站158個，其中國家基準(zhǔn)站7個，基本站35個，一般站116個。但是，氣象站分布不均勻，特別在甘阿涼等欠發(fā)達(dá)地區(qū)自動氣象站嚴(yán)重不足。希望有關(guān)方面加強(qiáng)對薄弱地區(qū)的建設(shè)。 四川省閃電次數(shù)與降雨量月變化規(guī)律 四川省閃電總次數(shù)月變化從2009年1月到2009年12月期間，四川省氣象局閃電定位系統(tǒng)共監(jiān)測到738417次地閃，其中負(fù)地閃703092次，正地閃35325次，%。觀測結(jié)果符合雷暴云的荷電結(jié)構(gòu)，即下部為負(fù)電荷，上部為正電荷。這樣的雷暴云下部的負(fù)電荷結(jié)構(gòu)，離地面近，與大地間的放電相對容易。由圖61可以看出，四川省的閃電集中在69月，其中6月閃電總次數(shù)為144870次，7月閃電總次數(shù)為145086次,8月閃電總次數(shù)為274370次，9月閃電總次數(shù)為145556次，最大值出現(xiàn)在8月。%，這些數(shù)據(jù)也證明了在夏季陸地溫度高，空氣濕度大，對流比較旺盛，容易產(chǎn)生對流性天氣。圖61 閃電次數(shù)月變化圖 四川省降雨量月變化從2009年1月到2009年12月期間，㎜。由圖62可以看出，四川省的降雨集中在69月，㎜，㎜，㎜，㎜，最大值出現(xiàn)在7月。%，出現(xiàn)這樣的原因還有待進(jìn)一步研究。圖62 降雨量月變化圖 閃電與降雨量月變化的相關(guān)性2009年1月2009年12月期間，以每一個月作為一個獨立樣本，一共有12個樣本。四川省2009年閃電與降雨量月份閃