雷电观测业务规范(试行稿)

雷电观测业务规范（试行稿）

中国气象局综合观测司

目录

1 总则 (2)

2 雷电观测业务基本要求 (2)

2.1 观测方式 (2)

2.2 观测项目 (2)

2.3 时制、日界和对时 (2)

2.4 雷电观测环境要求 (3)

2.4.1 场地环境要求 (3)

2.4.2 电磁环境要求 (3)

2.5观测站的设置 (3)

3 云地闪观测设备 (4)

3.1 一般要求 (4)

3.2主要技术性能要求 (5)

3.3 工作原理及结构 (5)

3.3.1工作原理 (5)

3.3.2结构 (6)

3.4 外围设备 (8)

3.5 运行状态和采样 (8)

3.6 安装 (8)

3.6.1 基本要求 (8)

3.6.2 观测设备的安装 (8)

3.6.3线缆连接 (8)

3.6.4外围设备安装 (9)

3.6.5 防雷 (9)

3.7 运行维护 (9)

3.7.1设备定期维护 (9)

3.7.2日常维护 (9)

4 数据传输与处理 (10)

4.1信息传输 (10)

4.2雷电观测数据处理中心 (10)

4.3雷电观测产品发布 (11)

5数据格式 (11)

5.1 状态数据 (11)

5.2回击数据 (12)

5.3定位结果数据 (13)

6质量控制和资料归档 (14)

1 总则

雷电观测是气象观测的重要组成部分，它是对地球表面大气层内发生的雷电现象进行连续的测定，为天气预报和气象服务提供重要依据。雷电观测包括：云地闪、云闪、大气电场、雷电电流、雷电光学及雷电声学特征等项目。本规范适用于云地闪观测。

本规范是雷电观测的业务规则和技术规定，在雷电观测业务工作中必须严格遵守。雷电观测站网的建设、观测设备、组网要求、技术性能指标、计算方法、数据格式、观测产品发布等，应符合本规范的相关要求。本规范的制定、修改和解释权属国务院气象主管机构。

2 雷电观测业务基本要求

2.1 观测方式

雷电观测采用多站组网、全天候连续自动观测。有效的雷电观测定位数据应由3个或以上雷电观测站组网获取。

2.2 观测项目

雷电观测站的观测项目：包括回击波形到达时间、方位角、磁场峰值、电场峰值、波形特征值（过阈值点、陡点、峰点、后过零点）、陡度值等。

雷电观测网的观测项目：包括雷电回击发生的日期、时间、纬度、经度、电流强度、电流陡度、定位误差、定位方式等。

2.3 时制、日界和对时

雷电观测的所有项目均采用北京时，以24时为日界。观测仪器以设备内置的GPS实时自动对时。

2.4 雷电观测环境要求

2.4.1 场地环境要求

安装雷电观测设备的场地四周应平坦开阔，不宜选在建筑物上。四周障碍物应符合下列技术要求：

（1）四周障碍物对甚低频（VLF）、低频（LF）频段雷电观测天线形成的遮挡仰角不得大于10°。

（2）高频（VHF）频段探测天线60°下视角空间之内不得有任何障碍物。以雷电观测站的高频探测天线为中心，半径100米范围以内，不得有导电物体或者高于天线系统的障碍物。半径100米范围以外（含100米）障碍物与天线的仰角不得大于3°。

2.4.2 电磁环境要求

雷电观测场地及附近应尽量避免产生观测频段（1k-450kHz）的电磁干扰。电磁噪声应小于雷电接收机的阈值范围。站址的电磁环境应进行测定。

2.5观测站的设置

由于单站雷电观测数据不能定位，雷电的观测必须采取组网工作模式，雷电观测网由3个或以上雷电观测站组成。平坦地形的雷电观测站一般按150～200km基线距离、成网状均匀布设，地形复杂地区可适当加密布设。

所选站址应有稳定的电源和良好的通信条件。雷电观测站一般应设置在符合要求的地面气象观测场内。安装位置如图2.1所示：

2.1 云地闪观测设备在地面气象观测场的位置

站址选定后，应保持相对稳定，确需迁移时，应经国务院气象主管机构相关单位批准后方能实施。

3 云地闪观测设备

3.1 一般要求

（1）能够满足自动实时观测的要求；

（2）可靠性高，获取的观测数据可信；

（3）仪器牢靠耐用，能维持长时间连续运行；

（4）操作和维护方便，具有详细的技术及操作手册。

3.2主要技术性能要求

业务使用的云地闪观测设备应具有国务院气象主管机构颁发的设备使用许可证，其主要技术性能应满足表3.1要求。

表3.1 雷电观测设备基本技术性能指标

3.3 工作原理及结构

3.3.1工作原理

云地闪设备是通过对雷电辐射的电磁场信息的测量，来确定云地闪放电的空间位置和放电参数。目前我国业务使用的云地闪设备为甚低频雷电定位系统，采用时差测向混合算法。

时差测向混合闪电定位系统（IMPACT）。它的定位原理是：每个探测站既探测回击发生的方位角，又探测回击辐射的电磁脉冲波形峰点到达的准确时间。当有二个探测站接收到数据时，采用一条时差双曲线和两个测向量的混合算法计算位置；当有三个探测站接收到数据时，在非双解区域，采用时差算法，在双解区域，先采用时差算法得出双解，后利用测向数据剔除双解中的假解（见图3.1）；当有四个及四个以上探测站接收到数据时，采用时差最小二乘算法定位计算。

图3.1 三站IMPACT系统的双解区域定位示意图

时差测向混合闪电定位系统既能保证较少数目探测网有定位结果，又能保证较小的定位误差，是一种比较实用的雷电监测定位系统，国内外资料表明其定位误差一般在几百米到2km～3km之间。

3.3.2结构

云地闪设备的主要部件有保护罩、支架、天线组、接收机、供电电源等。目前业务使用的云地闪设备如图3.2、3.3、3.4所示。