地表相对介电常数对雷暴云定位影响分析与研究

地表并非均匀介质的理想导体,传统的一维大气电场分量无法准确的对雷暴云进行定位,而利用大气电场三维场强分量进行雷暴云定位时,电场的场强、雷暴云的高度角测量往往会受到地表及空气介电常数的影响,产生定位误差。为解决雷暴云定位精度低的问题,分析了三维大气电场对于地表相对介电常数的敏感特性,结合镜像法,利用空中电荷电场分布、雷暴云电荷结构等原理,建立了雷暴云定位模型,分析得到大气电场场强、高度角与环境相对介电常数的关系。实验结果表明,地表相对介电常数越大,所测得的电场水平分量与雷暴云高度角越大,地表相对介电常数与大气电场水平分量的相关系数为-9.5,呈负相关,相关性强,因此要获得准确的雷暴云高度及方位,还须实时的地表相对介电常数进行修正。

地面三维大气电场与雷暴云电荷方位的关系

为了能在地面探测空中雷暴云电荷的空间方位,提出了一种利用地面三维大气电场和相对介电常数的测量来确定雷暴云电荷方位的方法。文中分析了空中电荷在地表产生的电场大小和方向关系,建立了雷暴云和大地的静电场分布模型,给出了通过三维大气电场值和地表介电常数值反演空中雷暴云电荷方位的公式。通过自主研发的电场探测系统,发现在干燥土壤,岩石等相对介电常数较小的地表存在较大的水平电场分量,验证了在地面探测雷暴云电荷方位的方法具有可行性。