闪电遥感

闪电遥感

2022-02-17 作者: xuzhiping 浏览: 629 次

摘要: 龙卷风和强风暴在世界部分地区变得越来越普遍,随着气候变化,此类风暴不仅更加频繁,而且可能造成毁灭性的经济和社会后果。 通常,电风暴和活动可以成为更恶劣天气的关键预测因素,在毁灭性风暴来袭之前提供一些预警。现在,卫星和遥感工具提供了一种更好地预测和确定闪电严重程...

龙卷风和强风暴在世界部分地区变得越来越普遍,随着气候变化,此类风暴不仅更加频繁,而且可能造成毁灭性的经济和社会后果。

通常,电风暴和活动可以成为更恶劣天气的关键预测因素,在毁灭性风暴来袭之前提供一些预警。现在,卫星和遥感工具提供了一种更好地预测和确定闪电严重程度的方法。

使用遥感技术绘制闪电地图

监测闪电的卫星系统的需求更大。早在 1997 年,NASA 就在热带降雨测量任务 (TRMM) 卫星上发射了 闪电成像传感器 (LIS),因此人们早就知道对闪电探测的需求,该系统能够探测从云到云、云内和云对地雷击。

在暴风雨中,一道闪电划过夜空

早期的光学瞬态探测器 (OTD) 传感器也安装在 OrbView-1 卫星上,其数据用于 2001 年的照明活动,该卫星和系统在 1995 年 至 2005 年期间处于活动状态,数据主要显示雷击发生的位置。很明显,很早就有可能错过了一些闪电,尤其是那些低信号的闪电。

早期的工具擅长探测闪电的位置,但在可以监测闪电的地方有限,主要集中在中纬度地区。

国际空间站上的新型闪电传感器

自第一个 LIS 以来,国际空间站 (ISS)上安装了一个新的 LIS 系统。新系统的主要优势在于它可以在更多的北半球和南半球捕捉闪电,从之前的 LIS 关注的中纬度地区向外扩展。

科学家们现在可以使用新数据来更好地测量雷击的位置 以及水平和垂直范围,从而为他们提供有关特定雷击强度的更多信息。现在扩大地理覆盖范围也意味着我们对全球雷击模式有了更好的了解。

使用商业 OrbView-1 卫星上的光学瞬态探测器 (OTD) 和美国宇航局 TRMM 卫星上的闪电图像传感器 (LIS) 以及安装在国际空间站 (ISS) 上的 LIS 数据创建的 1995 年至 2020 年全球雷击地图)

例如,委内瑞拉的马拉开波湖等地区是世界上雷击强度最高的地区,已确定平均每天有 389 次雷击。现在也很清楚,闪电甚至可以扩大数十甚至数百公里,在极少数情况下。

使用卫星映射闪电

现在计划更新最近的卫星系统来安装改进的仪器,以检测更大部分甚至几乎所有的雷击

ESA 的第三代气象卫星

欧洲航天局的第三代 Meteostat 卫星。新仪器通过实时闪电成像功能监测地球 80% 以上的区域,该功能结合了新的红外探测功能,可以检测到严重的风暴,该仪器还使用四个相同的光学望远镜来补充红外功能。第一颗计划携带新设备的卫星是 MTG-I1 卫星,计划于 2022 年秋季发射。

地球静止闪电测绘仪 (GLM)

科学家们还使用其他系统和工具来测量闪电,包括地球静止闪电测绘仪 (GLM) 卫星系统,已使用单通道近红外光学瞬态检测器以及地面观测站。

使用 GLM 监测单一的重大风暴事件非常成功,并且能够更好地了解飓风。例如,在最近的一篇文章中,研究人员能够确定在飓风哈维期间,飓风的风眼墙和雨带中的闪光和脉搏频率大幅增加。

数据表明,这种强化可以预测风暴何时会加剧。换句话说,研究人员可以使用闪电数据来更好地 了解一场大风暴的严重程度。

瞬态事件快速在轨记录 (FORTE) 卫星

同样,瞬态事件快速在轨记录 (FORTE) 卫星已证明可用于测量 云对地打击。在这种情况下,射频被证明是有效的。这些数据可以更深入地了解光学观察到的撞击,特别是澄清其他光学测量的特征,并帮助确定给定撞击开始的来源,因为撞击倾向于水平和垂直传播,这可能使原点难以确定。

用于映射闪电的改进的地理空间技术

改进的系统和越来越多的卫星工具正在实现更好的全球闪电测量。如果要了解威胁生命的风暴并制定适当的预防措施,这些工具至关重要。尽管许多新卫星仍需要进一步的 实际测试和公布其结果,但早期的潜力意味着我们可能能够更好地预测 和了解风暴之前和期间的发展。

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