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江苏省雷电分布规律及预报研究

作　者: 赵旭寰
导　师: 王振会
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 大气遥感科学与技术
关键词: 闪电定位系统 地闪密度 BP神经网络 雷电预报
分类号: P427.321
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 313次
引　用: 2次
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内容摘要


掌握雷电活动规律可以为雷电防护工作提供相应的参考,而对雷电活动做出准确的预报则可以趋利避害,将雷电造成的灾害尽量减小。但是由于雷电活动在一定时间尺度上发生、发展,具有瞬时性,随机性与非线性的特点,很难对其规律进行准确的把握,并对其做出预报。在江苏省气象灾害重点实验室重点项目(KLME050101)的支持下,本研究利用江苏省气象局新建成的闪电定位系统,首先对发生在全省境内的地闪资料进行了统计分析,在此基础上,利用神经网络方法对雷暴的发生做了模拟预报研究,并进一步提出了基于该方法的闪电预报系统模型。首先利用2005年8月至2006年8月一年来江苏省气象局闪电定位系统的地闪监测资料,对江苏地区闪电活动的规律进行了统计分析。统计结果显示:(1)江苏地区闪电活动主要集中于夏季,7月的闪电总数占全年的52.9%,主单峰特征十分明显,春秋两季闪电活动相对较少,而冬季则很少发生。(2)正,负地闪电流强度谱分布一致,均呈单峰分布形式,正地闪平均电流强度较大,为35.21KA,说明正闪对人身财产威胁更大。(3)江苏地区闪电主要发生在洪泽湖地区以及溧水山区,闪电活动与下垫面性质有很大关系。(4)全年四季中地闪密度分布不均匀,地闪的发生随季节也存在纬度上的变化。然后利用人工神经网络的方法对南京地区的雷暴天气进行模拟预报。南京站的探空资料(每天08时和20时各一次)可以反映雷暴发生前大气层结的初始状态,而江苏省闪电定位网资料则可以作为预报量加以使用。本研究利用探空资料,计算了一些与雷暴发生相关的预报因子,用以建立南京地区雷暴的神经网络预报模型。并应用独立样本进行了初步的模拟预报检验。初步结果表明,预报模型取得了比较令人满意的效果,应用神经网络的方法预报雷暴的发生是可行的。最后提出了基于该方法的预报系统模型,并给出了预报流程说明。

全文目录


摘要  7-8
ABSTRACT  8-9
第一章 前言  9-15
  1.1 研究的目的及意义  9
  1.2 国内外研究进展  9-12
    1.2.1 区域性雷电分布规律研究现状  9-10
    1.2.2 国内外雷电预警与预报研究  10-12
  1.3 论文主要内容和方法  12-13
  1.4 参考文献  13-15
第二章 闪电定位系统原理与方法  15-25
  2.1 闪电定位原理与算法  15-19
    2.1.1 磁脉冲定向法  16-17
    2.1.2 到达时间法  17
    2.1.3 时差测向混合法  17-19
  2.2 江苏省闪电定位网介绍  19-24
    2.2.1 江苏省闪电定位网组成  20-21
    2.2.2 ADTD闪电探测仪原理及特点  21-24
  2.3 参考文献  24-25
第三章 江苏地区闪电分布规律研究  25-36
  3.1 资料介绍  25-26
  3.2 江苏地区闪电时间分布特征  26-27
  3.3 闪电电流强度特征  27-28
  3.4 闪电空间分布特征及讨论  28-34
  3.5 本章小结  34
  3.6 参考文献  34-36
第四章 神经网络方法在雷暴预报中的应用初步研究  36-51
  4.1 BP算法原理与MATLAB实现  36-44
    4.1.1 BP算法原理介绍  36-40
    4.1.2 Matlab神经网络工具箱介绍  40-44
  4.2 资料选取及模型构建  44-46
    4.2.1 资料选取  44-45
    4.2.2 神经网络模型构建  45-46
  4.3 预报量与预报因子的分析  46-48
    4.3.1 预报量的分析与计算  46
    4.3.2 预报因子的选取和计算  46-48
  4.4 预报网络的训练及验证  48-49
    4.4.1 网络训练及建立  48
    4.4.2 独立样本检验  48-49
  4.5 本章小结  49
  4.6 参考文献  49-51
第五章 基于神经网络方法的雷电预报系统初步研究  51-58
  5.1 输入变量分析  52-53
  5.2 预报量与方法分析  53-55
  5.3 参考文献  55-58
第六章 总结与展望  58-60
  6.1 结论与讨论  58
  6.2 论文特色  58-59
  6.3 不足之处  59
  6.4 硕士在读期间论文发表情况  59-60
致谢  60-61

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 大气科学（气象学） > 气象基本要素、大气现象 > 大气现象 > 大气电现象（大气电学） > 不稳定天气的电 > 雷暴的电
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