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国家标准计划《 地面电场监测技术要求》由 TC345(全国气象防灾减灾标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国气象局

主要起草单位 黑龙江省气象灾害防御技术中心空军航空大学

目录

基础信息

计划号
20213625-T-416
制修订
制定
项目周期
24个月
下达日期
2021-08-24
申报日期
2020-10-30
公示开始日期
2021-01-15
公示截止日期
2021-01-29
标准类别
其他
国际标准分类号
07.060
07 数学、自然科学
07.060 地质学、气象学、水文学
归口单位
全国气象防灾减灾标准化技术委员会
执行单位
全国气象防灾减灾标准化技术委员会
主管部门
中国气象局

起草单位

目的意义

地面大气电场监测是现代雷电监测中很重要的一部分,使用大气电场仪来测量大气电场及其变化是现在主要的雷电监测手段,雷暴云内的电荷在地面上形成一个强静电场,该静电场通常比晴天时强得多。

这样,随着雷暴的发展和接近,测量雷暴静电场可以提供一个预警因子。

根据测量得到的大气电场变化曲线可以监测几公里范围内的雷暴活动,可以对局部地区潜在的雷暴活动及雷击的危险性发出雷电预警信息。

对于军事而言,导弹发射基地、卫星发射场、航空机场、野外训练基地雷电预警意义重大,一旦遭受雷击,将会造成严重后果。

这些区域做好雷电预警工作,就可以在雷电来临之前采取措施,进行有效的雷击风险规避。

目前气象、民航、军队建立的雷电监测预警系统,主要是通过多普勒雷达和卫星等实现雷电监测,这类系统适合大区域、大范围的雷电监测预警,但不适用于局部雷暴预警,局部雷暴来得快、突发性强、危害大,这种局部雷暴对空旷区域、特殊行业具有很大的危害。

地面大气电场是一个非常重要的雷电参数,雷电的发生总是与大气电场密切相关的,大气中电位梯度需达到大气击穿电位梯度时,将会有雷电的发生。

随着电子通信技术的迅速发展,无论是军事上还是民用方面,地面大气电场监测的应用越来越重要。

目前全国范围内的地面大气电场监测设备种类繁多,涉及各个行业,缺少统一的标定方法和监测技术要求,国际上相关标准一般针对监测设备性能参数的规定,在地面大气电场监测技术需求方面缺少相应技术标准支持。

气象行业标准《地面大气电场观测技术规范》即将发布,但由于行业覆盖范围有限,在其他领域的应用还是受到限制。

由于军事领域的迫切需求,军方技术标准GJB 8975-2017 《航天发射场大气电场监测要求》于2017年7月1日实施,但仅涉及航空领域,不能覆盖军事场所的方方面面,尤其是导弹发射基地、训练营地等场所。

起草组前期的试验表明,外界不同下垫面环境(沥青毡、砖头、沙、石子、草皮等)对大气电场测量影响程度不同,安装不同高度探头的多台电场仪进行比对试验所获得的数据也表明安装高度对监测结果产生影响,同一地区安装的不同厂家的大气电场监测数据差异显著,对组网监测预警带来了障碍和壁垒。

因此,建立统一的监测技术规范是十分有必要的。

在原有气象行业标准和国家军标基础上,通过编制《地面大气电场监测技术要求》国家标准,深入分析影响标定精度的内外因素,明确地面大气电场监测方法、监测内容、监测设备安装场地选择、数据存储、数据传输格式和运行维护等技术要求,可为大气电场在各行业的应用提供技术依据。

对于指导和规范我国大气电场仪规范使用有着重要作用,推动雷电监测预警在军事和民用的业务应用,促进军民融合快速健康发展。

范围和主要技术内容

范围:本标准规定了地面大气电场监测的监测内容、监测方法、监测仪器、场地环境与安装、数据记录与传输及维护与检查等技术要求。本标准适用于地面大气电场的自动监测和资料应用。 主要技术内容: 一、监测内容 包括地面大气电场的采样值、分钟平均值、分钟内电场强度的最大值和最小值、电场方向、变化率及对应时间。监测流程包括数据采样、数据处理、数据记录和数据传输。 二、监测方法 给出不同类型大气电场监测设备的监测方法。 三、监测仪器的性能 给出地面大气电场监测设备的组成部分,包括电场传感器、数据采集器、通信单元、供电单元及结构部件;控制处理软件应包括的内容。监测设备的技术要求包括的电源供电要求、监测设备的运行状态、远程控制系统复位、参数配置等功能。 四、场地环境和安装要求 通过开展现场对比监测试验,明确安装场地应选择的环境要求,监测设备的安装点与最近遮挡物的距离宜大于监测设备探头感应面与最近遮挡物高度差要求。给出监测设备不宜安装的场所,当有特殊需求时监测设备厂家应采取的效措施。安装包括监测设备基础底座、监测设备的探头感应面与地面高度的间距、监测设备的雷击电磁脉冲防护措施、安装环境处于高盐雾的沿海或海岛时的防腐蚀措施。当监测设备安装在屋面时,建筑物高度对大气电场监测数据的影响、监测设备安装完成后对其主要参量进行现场校准方法。 五、监测数据记录与传输要求 监测数据记录应包括监测时间、区站号、监测点经度、纬度、海拔高度、监测设备标识符、电场强度、电场方向和变化率等要素。应获取一次反映监测设备状况和性能的相关信息,包括监测设备自检、电场传感器状态、电源工作状态、监测设备断电告警和通信工作状态等。应对监测数据文件进行备份、监测数据传输应具备的数据传输形式,数据传输频率根据需求设置的方法。 六、维护与检查 包括监测设备的日常维护、定期检查、性能检测。