雷电物理和防护工程实验室 中国气象科学研究院 2005.06.20 12:28

　
　　进入21世纪，国家经济与社会发展，对雷电灾害的监测、预警和防御的科学认识提出了更高、更广泛的需求。二十世纪八十年代以来，随着数据采集技术的发展，如GPS技术和高速大容量数据处理技术等，雷电测量设备采用高时空分辨率探测技术，使对微秒、亚微秒的雷电过程研究成为可能。目前，在美加两国约有187个测站组成的雷电监测站网，大多采用IMPACT技术，由于微处理存贮更快，以及GPS 和数字处理技术DSP的使用，灵敏度及功能上增强的第三代VLF_LF系统，能全天候地工作，并实时提供各种用户精确到回击的地闪定位结果及相关参数。该雷电监测网，还可以采用广域网络的定位工作方式，联合法国、日本、巴西、澳大利亚等国家和地区的雷电监测网，在互联网上提供实时的全球雷电定位数据。目前在国外的建设和使用VHF/TOA或者VHF/IFT的雷电监测网，大大改善了第三代雷电定位网对云闪探测不足的缺点。但在规模上相对于VLF/LF雷电定位网，仅是几个到十几个测站的局域站网。

　　在地面上监测全球的雷电有很多局限性，而在卫星上装载光学仪器能有效探测全球的雷电活动。装有光瞬变信号探测器OTD(Optical Lightning Detector)的卫星1995年4月起一直在近似圆形的轨道上运行。一年中地球大部分地区会被OTD经过400次，累计观测时间达14小时，从而可以得到全球范围内的雷电时空分布。1997年11月美国和日本联合发射了TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)卫星，星上装有雷达和雷电图像传感器LIS(Lightning Imaging Sensor)及其他一些测量仪器。LIS和OTD 一样，但灵敏度提高了三倍，并采用了多种特殊的‘滤波’技术将雷电信号从白天很强的背景光中检测出来。1997年8月美国Los Alamos国家实验室发射了FORTE（Fast on-Orbit Recording of Transient）卫星，星上载有VHF接收机和雷电光学观测系统OLS(Optical Lightning System)，通过VHF和光信号的相关分析可提高从卫星上识别雷电的能力。这进一步促进了雷电的全球监测能力。

　　利用雷电探测系统，结合其他观测手段，美国和欧洲一些国家通过开展对流降水与电荷结构，特别是对流云系统电荷结构关系等的试验计划，研究雷暴电荷结构与灾害性雷暴的内在关系，以揭示风暴过程中动力结构、微物理与电活动之间的相互关系。美国曾利用其全国的雷电监测网（NLDN）进行了站网观测运行实验，美国国家强风暴预报中心（NSSFC），还组织了相应的“雷电资料应用于强对流天气预报业务”的评估研究，并肯定了雷电资料可以有效地改进强对流天气的诊断和预报，但许多认识还处于现象学阶段。近几年，美国联邦航空局和NSSFC已经开发出可用于业务的诊断和预报技术，结合雷达、探空、自动气象站等多种气象信息，研发的雷电预测算法，被集成在美国联邦航空局天气预报系统中，已进行了5年的运行试验，用户已可以很方便地从NLDN索取雷电资料及其预报产品。

　　在雷电防护方面，美国、欧洲各国对雷电的防护意识比较高，尽管在一些地区雷电的发生几率并不高，但一般人们都注意雷电灾害的防护，特别是一些重要设施、高技术领域和一些古建筑等。同时注重雷电防护产品和技术标准的规范化，以及新技术新产品的研发。有些公司与科研、院校开展了广泛、深入的实质性的合作，共建测试实验室，实现了资源共享，优势互补，互利互惠。随着信息技术的快速发展，各国十分注重在信息网络保护方面的防雷技术和产品的开发，而且对短路设计和防护有很好的产品和研究。防雷标准除采用国际标准外，还制定了各自的国家标准，各国对防雷技术研究从产品设计规划到试验测试直到投放市场都严格遵守国际标准。由于雷电发生的独特性，在雷电防护工作中注重产品安装技术和规范，防雷设备的安装尤为重要，安装不好，不仅不能起到防护的作用，而且还会造成被保护设备的损坏，各国在雷电防护设备的安装和定期检测方面都非常规范。

    (来源：中国防雷信息)