閃電監(jiān)測傳感器簡介

1、閃電監(jiān)測介紹閃電是發(fā)生在大氣中的一種瞬時放電現(xiàn)象，其活動與冰雹等強對流天氣系統(tǒng)關(guān)系密切。長期以來，對閃電的監(jiān)測和預(yù)警一直是氣象預(yù)報中的難點。強對流天氣往往都伴隨有強烈而密集的閃電發(fā)生，因而閃電監(jiān)測也被人們稱作是強對流天氣的“示蹤器”。近年來，發(fā)展地球靜止軌道衛(wèi)星閃電成像儀，以實現(xiàn)對閃電和強對流天氣的實時、連續(xù)觀測，成為國際上閃電探測的一個重要發(fā)展方向和趨勢。閃電監(jiān)測介紹迄今為止，全球還沒有靜止軌道衛(wèi)星閃電成像儀發(fā)射上天的先例，但LIS（Lightning Imaging sensor，搭載于 TRMM 衛(wèi)星上）等低軌道光學(xué)閃電成像儀的成功運行，為發(fā)展地球靜止軌道衛(wèi)星閃電成像儀提供了技術(shù)和經(jīng)驗上

2、的準(zhǔn)備。相比于 LIS 這樣的低軌道衛(wèi)星閃電成像儀，地球靜止軌道衛(wèi)星閃電成像儀被認(rèn)為是最有效的閃電觀測手段，它可以在整個可見的地球圓盤范圍內(nèi)對閃電和與之相關(guān)的雷暴云進行連續(xù)的觀測，因此具有無與倫比的優(yōu)勢。閃電監(jiān)測介紹目前，除了美國和歐洲均計劃在其下一代靜止氣象衛(wèi)星（分別為 GOES-R 衛(wèi)星和 MTG 衛(wèi)星）上搭載閃電成像儀外，我國正在研制中的新一代地球靜止軌道氣象衛(wèi)星風(fēng)云四號（FY-4 衛(wèi)星），也計劃于2015 年前后攜帶閃電成像儀發(fā)射上天，成為計劃中的全球第一批地球靜止軌道衛(wèi)星閃電成像儀之一。和 LIS 等光學(xué)閃電成像儀的儀器設(shè)計和觀測原理類似， FY-4衛(wèi)星閃電成像儀采用光學(xué)成像的方式，

3、利用閃電放射能量峰值所在的近紅外 777.4nm 波段，通過捕捉由閃電光源發(fā)出并經(jīng)云體多次散射后的上行輻射信號，來實現(xiàn)閃電探測。風(fēng)云四號： 新一代對地觀測衛(wèi)星系列風(fēng)云系列衛(wèi)星發(fā)射計劃FY-4對地觀測衛(wèi)星 軌道位置FY-2原有位置FY-4 現(xiàn)有位置FY-4A與FY-2參數(shù)對比AGRIGIIRSLMIAdvanced Geo.Radiation Imager多通道掃描成像輻射儀Geo. Interferometric Infrared Sounder干涉式分光大氣垂直探測儀Lighting Mapping Imager閃電成像儀14 Channels within 0.5513.8m14 Chan

4、nels within 0.5513.8m538 LWIR Channels538 LWIR Channels375 S/MIR Channels375 S/MIR ChannelsCentral Frequency: Central Frequency: 777.4nm777.4nm500mx1;1Kmx2500mx1;1Kmx22Kmx4; 4Kmx72Kmx4; 4Kmx716Km16Km7.8Km7.8KmS/N : 90 S/N : 90 200200NENE T T： 0.20.20.7K0.7KRadiometric Calibration accuracy: 1KRadiome

5、tric Calibration accuracy: 1KSpectral Calibration accuracy:10ppmSpectral Calibration accuracy:10ppm S/N =6 S/N =6Full Disk =15minFull Disk =15minMesoMeso-scale : 35min(1000 x1000km)-scale : 35min(1000 x1000km)China area: 67min(5000 x5000km)China area: 67min(5000 x5000km)2ms2msFY-4A傳感器介紹LMI 觀測模式FY-4A

6、系列產(chǎn)品三大傳感器（AGRI,GIIRS和LMI），共有27項關(guān)鍵產(chǎn)品FY-4A衛(wèi)星閃電成像儀的觀測使命和需求 首先在覆蓋范圍上，必須覆蓋中國陸地和海洋的大部分區(qū)域及臨近地區(qū)。在觀測能力上，必須以極高的探測率和極低的虛警率對包括云閃、云間閃和云地閃在內(nèi)的全部閃電進行探測。 同時，閃電探測與定位產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括：航空安全保障，強對流天氣的跟蹤、預(yù)警和預(yù)報，電力、建筑、林業(yè)等民用部門的安全預(yù)警預(yù)報以及相關(guān)科學(xué)研究等。 航空安全保障，要求閃電探測必須具有高定位精度、高時效性、高探測效率、連續(xù)觀測能力；而強對流天氣預(yù)報和民用安全服務(wù)，則強調(diào)閃電探測的連續(xù)跟蹤和預(yù)警預(yù)報能力。中國陸地和海洋的大部分區(qū)域及臨近地區(qū)的覆蓋能力；白天、黑夜連續(xù)不問斷的觀測能力；具有良好的定位精度；高探測效率和低虛警率；閃電成像產(chǎn)品具有高時效性從總體上，F(xiàn)Y-4A衛(wèi)星閃電成像儀必須具備的基本功能是：為了實現(xiàn)探測使命，F(xiàn)Y-4閃電成像儀目前已經(jīng)明確了部分技術(shù)指標(biāo). 其與美國LIS和規(guī)劃中的LMS的比較見左表。FY-4A閃電成像儀的技術(shù)指標(biāo)和分析為了降低窄帶濾光片的光線入射角，減小濾光片的角度漂移，F(xiàn)Y-4衛(wèi)星閃電成像儀明確CCD采取兩個400400面陣，但究竟是東西方向安置還是南北方向安置，覆蓋區(qū)域的經(jīng)緯度位置及星下點位置有待根據(jù)實際需要確定。與美國已經(jīng)上天的LIS和GLM相比，F(xiàn)Y4衛(wèi)星閃電成像儀