《雷電探測(cè)技術(shù)》教學(xué)大綱

1、雷電探測(cè)技術(shù)Lightning Detection一、課程基本情況課程類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)主干課程課程學(xué)分： 2 學(xué)分課程總學(xué)時(shí)：32 學(xué)時(shí)（講課：26學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí)）課程性質(zhì)：必修開(kāi)課學(xué)期：第6學(xué)期先修課程：電磁場(chǎng)理論、電路分析、雷暴電學(xué)、大氣物理學(xué)、雷電原理適用專(zhuān)業(yè)：安全工程（雷電防護(hù)科學(xué)與技術(shù)）教材：無(wú)開(kāi)課單位：大氣物理學(xué)院雷電科學(xué)與技術(shù)系二、課程性質(zhì)、教學(xué)目標(biāo)和任務(wù)教學(xué)性質(zhì)：雷電探測(cè)技術(shù)是專(zhuān)業(yè)主干課，偏重于實(shí)踐和探測(cè)技術(shù)，是一門(mén)實(shí)踐性非常顯著的課程，重點(diǎn)闡述目前的國(guó)內(nèi)外雷電探測(cè)技術(shù)進(jìn)展及其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。特別重視實(shí)踐性環(huán)節(jié)是雷電探測(cè)技術(shù)課程的主要性質(zhì)，不僅要懂得雷電定位和參數(shù)反演的核心技術(shù)，而

2、且需要從業(yè)務(wù)性和實(shí)時(shí)性等應(yīng)用角度，正確理解制約目前雷電探測(cè)技術(shù)的主要關(guān)鍵技術(shù)。教學(xué)目標(biāo)：雷電探測(cè)技術(shù)偏重實(shí)踐，不僅需要學(xué)生深入理解不同探測(cè)系統(tǒng)的核心技術(shù)，而且需要能獨(dú)立處理數(shù)據(jù)并合理分析，能獨(dú)立調(diào)試常見(jiàn)的探測(cè)儀器，并能根據(jù)探測(cè)數(shù)據(jù)判斷儀器工作狀態(tài)。教學(xué)任務(wù)：安全工程專(zhuān)業(yè)是工科，尤為重視學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)，而雷電探測(cè)技術(shù)課程的設(shè)置正是考慮到鍛煉學(xué)生正確利用所學(xué)知識(shí)（如數(shù)電、模電和電路分析等）去解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，讓本科生全面而深入掌握目前雷電探測(cè)技術(shù)的進(jìn)展以及所面臨的困難。同時(shí)，需要學(xué)生通過(guò)本課程的深入學(xué)習(xí)，熟練掌握常規(guī)雷電探測(cè)設(shè)備（如大氣電場(chǎng)儀、閃電定位儀、干涉儀和LMA

3、等），并能獨(dú)立分析和處理一些常見(jiàn)的探測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)，并進(jìn)行合理的分析。三、教學(xué)內(nèi)容和要求1、雷電電磁輻射與傳輸特征（4學(xué)時(shí)）1）重點(diǎn)了解云閃和地閃的電磁輻射特征2）重點(diǎn)熟悉不同頻段雷電電磁輻射與傳播特征的模擬研究3）熟悉土壤電參數(shù)（電導(dǎo)率和電容率）對(duì)不同頻段雷電電磁波傳播的影響4）熟悉地球/電離層電動(dòng)力耦合效應(yīng)模式5）重點(diǎn)掌握不同頻段地閃回?fù)糨椛鋱?chǎng)在不同距離范圍的輻射場(chǎng)波形特征重點(diǎn)：雷電不同頻段電磁波的傳播特性。難點(diǎn)：廣域雷電電磁波的傳播規(guī)律2、雷電流及其電磁場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)（4學(xué)時(shí)）1）全面了解雷電流的測(cè)量技術(shù)，并熟悉羅氏線圈的基本測(cè)量原理2）熟悉高塔雷電測(cè)量技術(shù)及電流反演算法3）深入理解遠(yuǎn)距離雷電流

4、峰值反演算法4）深入理解閃電電流矩（或電荷矩）反演算法及其重要性重點(diǎn)：雷電流反演算法。難點(diǎn)：VLF/ELF雷電電流矩反演算法3、大氣電場(chǎng)儀的探測(cè)原理與應(yīng)用（4學(xué)時(shí)）1）熟悉大氣電場(chǎng)儀的工作原理和數(shù)據(jù)分析2）熟悉大氣電場(chǎng)資料的場(chǎng)地誤差訂正與應(yīng)用3）熟悉大氣電場(chǎng)儀的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定4）熟悉大氣電場(chǎng)儀的數(shù)據(jù)采集、傳輸與分析5）熟悉電場(chǎng)探空儀的發(fā)展現(xiàn)狀與探測(cè)原理重點(diǎn)：大氣電場(chǎng)儀的探測(cè)原理。難點(diǎn)：大氣電場(chǎng)儀的資料訂正與應(yīng)用4、雷電瞬態(tài)電磁場(chǎng)變化儀的探測(cè)原理與應(yīng)用（4學(xué)時(shí)）1）熟悉快/慢電場(chǎng)變化測(cè)量?jī)x的硬件構(gòu)成與探測(cè)原理2）熟悉并深入理解快/慢電場(chǎng)變化測(cè)量?jī)x的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)定3）熟悉快/慢電場(chǎng)變化測(cè)量?jī)x的外場(chǎng)實(shí)驗(yàn)標(biāo)定

5、與觀測(cè)資料的質(zhì)量控制4）熟悉快/慢電場(chǎng)變化測(cè)量?jī)x在雷電物理和雷電放電參量反演等方面的應(yīng)用重點(diǎn)：快慢電場(chǎng)變化測(cè)量?jī)x的探測(cè)原理。難點(diǎn)：利用快慢電場(chǎng)變化測(cè)量?jī)x資料反演地閃放電參量5、地基雷電探測(cè)技術(shù)（10學(xué)時(shí)） 1）全面了解地基雷電定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀2）熟悉長(zhǎng)基線時(shí)差法（VHF/TOA）雷電定位系統(tǒng)的原理與應(yīng)用3）熟悉短基線時(shí)差法（VHF/TOA）雷電定位系統(tǒng)的原理與應(yīng)用4）熟悉甚高頻干涉法（VHF/IFT）雷電定位系統(tǒng)的原理與應(yīng)用重點(diǎn)：熟悉地基雷電TOA定位算法難點(diǎn)：VHF雷電多脈沖源識(shí)別和定位算法6、衛(wèi)星雷電探測(cè)（6學(xué)時(shí)）1）全面了解衛(wèi)星雷電探測(cè)的研究現(xiàn)狀2）熟悉衛(wèi)星光學(xué)雷電探測(cè)器（OTD與LIS）的硬件構(gòu)成和信號(hào)識(shí)別3）熟悉FORTE衛(wèi)星雷電光/電探測(cè)器的工作原理與應(yīng)用4）熟悉全球雷電活動(dòng)的空間分布特征重點(diǎn)：熟悉衛(wèi)星光學(xué)雷電探測(cè)器（OTD與LIS）的探測(cè)原理難點(diǎn)：FORTE衛(wèi)星雷電光/電探測(cè)器的工作原理四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：16次，課程論文：1篇；（2）考核方式：閉卷考試（3）總評(píng)成績(jī)計(jì)算方式：平時(shí)成績(jī)30%+期末考試成績(jī)70%等綜合計(jì)算