雷击火物理机制和监测、防御研究综述

雷电发生的时空随机性和瞬时性,以及森林干旱状况、可燃物状况及地形所构成雷击火发生的火环境对闪电、放电引燃林木物理过程的影响非常复杂,导致观测试验和理论研究十分困难。从与引发雷击火密切相关的雷暴和闪电的形成机理,闪电活动与强对流天气过程、雷电预警预报研究、雷电物理过程研究和雷暴起电、放电数值模式研究等6个方面综述森林防雷电研究的成果和近期的研究进展。     

雷击火形成、分布和监测研究综述

从与引发雷击火密切相关的雷暴和闪电的形成机理,干旱状况、雷暴天气、可燃物状况和地形所构成的雷击火发生的火环境,雷击火以及由雷击火引起森林火灾的地理分布、时间分布,采用气象雷达和雷电单站定位相结合、用闪电计数器结合火险天气指标、雷电探测系统、多站闪电定位系统、利用气象卫星遥感技术等方法进行雷击火的监测预报诸多方面综述了国内外的研究成果。     

高纬度林区干雷暴与雷击火时空分布特征及其相关分析

为进一步明确干雷暴天气过程中雷击火防范重点,采用2006—2015年大兴安岭山脉东北部高纬度林区闪电定位数据、逐小时降水量数据和雷击火数据,构建网格数据确定干雷暴阈值,采用ArcGIS对干雷暴和雷击火的时空分布特征进行分析,并研究其相关性。结果表明,研究区内雷击火主要发生在5—7月,占2006—2015年雷击火总数量的86.2%,高频月份为7月。发生过雷击火区域的面积占总面积的13.26%,雷击火高频区域为漠河县、呼中区和新林区,雷击火发生地域具有聚集性和重复性。干雷暴主要发生在7月。干雷暴高发区呈双带状分布,漠河县中东部、塔河县西南部、呼中区东北部、新林区和松岭区大部分为干雷暴的高发区域。干雷暴发生后48 h内为雷击火防范的重点时段;高频干雷暴相邻区域内,260～460 m的针叶林和草甸低山阳坡为雷击火防范的重点区域。     

多雷林区"闪电拦截"防火技术研究

从与雷击火密切相关的雷暴活动和闪电的形成机理、人工影响闪电等方面研究了闪电拦截技术,分析了闪电拦截措施在控制闪电、减少雷击火几率方面的积极作用。     

森林雷击区人工影响雷电方法综述

雷电所引发的雷击火已成为森林火灾主要火因,并呈明显上升趋势。在充分认识雷电机理与成灾机制基础上,采取人工引雷和抑制闪电等现代科学手段进行雷电防护,已成为森林防火工作中一项重要课题。     

大兴安岭雷击火发生条件分析

根据2007—2009年大兴安岭林区闪电和林火监测结果进行分析,研究火灾发生时的火险状况和雷击火灾案例,提高对这一区域雷击火的认识。根据研究区内11个气象站定时观测数据,采用加拿大林火天气指数系统计算各站点每日火险指数,分析研究时段内火灾发生与火险和闪电分布的关系。结果表明:2007—2009年共发生野火195起,其中林火148起,主要发生在4,5和8月份。雷击天气主要出现在5—9月份,其中6,7和8月份闪电最多。闪电分布密度较高的区域主要在研究区东北部,大部分闪电活动伴随着降水,但在比较干旱的年份,容易出现干雷暴天气,易引发雷击火。根据林火及火灾发生前24h的闪电分布分析,雷击火占总火灾的5.1%,闪电活动不是影响林火发生的主要原因。雷击火主要发生在火险比较高、闪电活动频繁且无有效降雨的区域。     

雷电、雷击火发生与人类活动关系

雷电是最常见的自然火灾原因,雷电引发的雷击火与其他类型森林火灾,共同组成全球林火体系。一般认为,作为自然火源的雷击火与人类活动没有关系,是区别于人为火源的,但其实不然,如2019年以来受新冠疫情封控影响,非必要活动和流动性减少,污染物浓度和闪电均显著下降。本研究将雷击火与人类现代化进程、居住地扩张、下垫面变化、预测技术与扑救技术发展以及国家法律法规相联系,探究人类活动对闪电以及森林雷击火发生的影响。闪电是雷击火发生三要素(火源、可燃物、有利于火扩散的环境)中的火源,能引发雷击火的闪电主要是云地闪电,近几十年来人类活动影响环境中的气溶胶含量,而气溶胶是影响闪电的主要因素,城市地区排放的大量污染气溶胶、生物质燃烧排放的烟尘气溶胶以及城市热岛效应均使闪电发生概率提高。不同地表覆盖类型的年均地闪密度差异较为明显,建设用地的年均地闪密度最高。森林区域的强闪电密度大,陡度也较高,森林大多分布在高海拔区域,与之前研究的高海拔地区闪电频次高是吻合的。闪电强度大、陡度高,破坏力更强,森林区域容易发生雷击事故。雷电具有选择性放电的特征,即会向一些特殊地区放电,这些特殊地区被称为雷击选择区,如地下水露出地面...     

大兴安岭林区雷击火预报方法

大兴安岭林区的雷击火平均每年有5～10次,有的年份多,有的年份少,其危害是十分严重的。由于大兴安岭的雷击火有80%～90%是发生在“干雷暴”天气系统之中,所以,我们对大兴安岭雷击火发生的主要天气系统“干雷暴”系统,进行比较完整的观测试验研究。雷击火是一种人们不能控制的火源,掌握这种火源的发生规律是困难的。我们用雷达回波分析来研究雷击火的发生规律,因为雷击火的引燃因子主要是闪电,而闪电是发生在雷暴云之中,气象雷达回波能反映出雷     

我国大兴安岭呼中林区雷击火发生火环境研究

雷击火作为天然火源是一种难以控制的自然现象 ,其形成机理极为复杂。我国大兴安岭林区是雷击火主要发生区 ,对雷击火的研究表明特殊可燃物、干雷暴的天气和较高的地形构成了雷击火发生的火环境。长期干旱 ,可燃物失水严重 ,森林中积累丰富的可燃物 ,雷暴发生后干燥的植被容易引火燃烧 ,起火之后 ,遇上盛行的大风将使火灾迅速蔓延。雷暴 ,特别是干雷暴出现时 ,遇到降水少、地面温度增加 ,相对湿度降低 ,可燃物干燥的情况 ,就很容易引起火灾。森林火灾多发地区 ,雷击火常常也多。大兴安岭纬度越高 ,雷击火越多 ,5 1°N以北海拔 80 0m以上山脉的腹部或山顶的落叶松 -偃松林、樟子松 -偃松林林区为该林区雷击火发生最集中区域。一次干雷暴天气过程 ,可以同时引起多起雷击火 ,它们之间的距离最远可达 1 5 0km。雷击火多发生在 6— 8月 ,雷击火的发生时段主要集中在下午的 1 4时到 1 7时。雷电作为一个随机干扰因子引发森林火灾 ,使得雷击火的预防与扑救变得更加困难。     

雷击火形成的确定性因素研究

借鉴国内外学者有关雷电物理的研究成果应用于雷击火现象的理论分析和探讨,以闪电能量为主导因素,从积雨云起电、闪电的云-地连接、地面回击参量和闪电的物理效应等方面,阐述闪电与林木的连接过程和引燃林火的物理机制.     

人工影响闪电防雷问题研究

基于雷暴云闪电的形成环节和物理过程，提出了人工影响闪电防雷减灾的思想，即在一定的时机和条件下，通过播撒催化剂等技术手段对局部区域大气中的云雾起电过程进行干预，消耗电场能量，控制闪电发生次数，起到防雷作用。     

计算机网络系统感应雷防护研究

介绍了接地、感应雷和直击雷的概念,同时对感应雷的侵入途径和计算机网络系统感应雷防护作了详细阐述,这对其它弱电系统感应雷防护也具有参考价值.     

有色金属材料在汽车上的应用现状与展望

综述了有色金属的性能特点及当今世界汽车工业中有色金属的应用与展望,阐明汽车有色金属化是汽车轻量化的主要途径.汽车轻量化后可以有效地节约能源和减少环境污染.     

多雷林区冷云催化防雷作业系统

介绍一种针对森林草原等开阔空间的大面积防雷系统。该系统将雷达探测技术、早期雷暴定位技术、人工影响闪电及催化消雷火箭作业技术有机地集成在一起并使之工程化,可为森林防护规划提供借鉴。     

Reduction of electric field strength by two species of trees under power transmission lines

Electrical pollution is a worldwide concern,because it is potentially harmful to human health.Trees not only play a significant role in moderating the climate,but also can be used as shields against electrical pollution.Shielding effects on the electric field strength under transmission lines by two tree species,Populus alba and Larix gmelinii,were examined in this study.The electrical resistivity at different heights of trees was measured using a PiCUS sonic tomograph,which can image the electrical impedance for trees.The electric field strength around the trees was measured with an elf field strength measurement system,HI-3604,and combined with tree resistivity to develop a model for calculating the electric field intensity around trees using the finite element method.In addition,the feasibility of the finite element method was confirmed by comparing the calculated results and experimental data.The results showed that the trees did reduce the electric field strength.The electric field intensity was reduced by 95.6%,and P.alba was better than L.gmelinii at shielding.     

茂兰国家级自然保护区森林防火现状及对策

根据茂兰国家级自然保护区地理位置、自然环境、社会经济、森林资源及管理水平,分析了保护区森林火险因素、防火现状及防火中存在的主要问题,提出了包括森林防火工作要宣传与保护并重、加强野外火源管理、鼓励社区群众积极参与、提高火险监测预报能力、建立防火隔离带、加强森林防火科学研究等方面的森林防火策略。     

木材纤维素晶区和无定形区对水分的吸着作用

本文根据纤维素晶区和无定形区的概念,考虑羟基是具有电极矩的极性基因,算出羟基的电矩。用静电场理论,分析晶区单位体积羟基电矩的矢量和等于零,即不存在静电场力对极性水分子作用,使得水分不能进入晶区内;在晶区边界上,由于羟基电矩的有序分布,单位面积上电矩的矢量和不等于零,水分可以被吸着在晶区表面上。在无定形区,羟基电矩呈无序分布,具有净体电荷密度和面电荷密度产生的吸附静电力场吸附水分子,所以水分可以进入无定形区。这就是水分分布在晶区间和无定形区域的理由。     

人工催化消雷目标作业区的雷达判定

利用大兴安岭多普勒雷达资料,在人工催化消雷作业中进行目标云体确定,通过提取雷达回波特征参数监测雷暴初始回波,跟踪天气变化和雷暴过程,为消雷作业提供可靠依据。     

种子介电分选技术研究新进展

本文讨论了植物种子的电场、磁场效应,肯定了电磁场处理对种子生理生化指标的正效应,它能提高种子活力和发芽率,增大发芽势;对国内外种子介电分选装置与设备的现状和发展作了介绍和分析;对介电分选机理作了进一步的探讨,提出了区别于传统分选技术的关键因素是电极化力。在分析分选电场的构成及计算方法的同时,对作为分选介质的种子在电场中的状态、介电性质以及影响因素作了说明,指出影响种子介电性质的主要因素是种子含水率