detekcja i lokalizacja wyÅadowaÅ atmosferycznych - Instytut ...

More documents

Recommendations

Info

PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZACJA WYŁADOWAŃ ATMOSFERYCZNYCH następują do czasu rozładowania całej komory burzowej. Większość wszystkich wyładowań piorunowych (50-70%) składa się z kilku, a nawet kilkudziesięciu wyładowań zwrotnych, ale występują też wyładowania tylko z jednym uderzeniem zwrotnym [56]. Zazwyczaj szczytowe wartości natężenia prądu w kolejnych uderzeniach zwrotnych są mniejsze od pierwszego uderzenia. Kolejne uderzenia zwrotne tak, jak i ich liderzy strzałowi, nie są już rozgałęzione. Kanał pierwszego uderzenia zwrotnego ma średnicę rzędu kilku centymetrów [3]. Rys. 16. Idea odwzorowania wyładowania doziemnego za pomocą aparatu z przesuwanym filmem (A) i aparatu z filmem stacjonarnym (B). [57] Na rys. 16 przedstawiono dwa zdjęcia wyładowania doziemnego. Obraz A zostałby uzyskany aparatem z przesuwającym się filmem, dzięki czemu można zarejestrować na nim kolejne fazy formowania się kanału wyładowania (lidera krokowego) oraz etapy powstawania dwóch kolejnych uderzeń zwrotnych. Obraz B zostałby uzyskany aparatem z filmem stacjonarnym. Jest to obraz pioruna widoczny „gołym” okiem. Prąd przepływający przez zjonizowany kanał wyładowania atmosferycznego, powoduje powstawanie zmiennych pól elektromagnetycznych. Największe zmiany pól elektromagnetycznych występują w czasie wyładowań zwrotnych. Jest to spowodowane tym, że w czasie tych wyładowań przez kanał wyładowania płyną prądy o największych natężeniach występujących w przypadku wyładowań piorunowych. Zmiany tych pól mają charakter falowy i rozprzestrzeniają się izotropowo (rozprzestrzeniają się od źródła we wszystkich kierunkach). Zmienne pola elektromagnetyczne powstające w czasie różnych faz wyładowań piorunowych mają różne charakterystyczne dla siebie parametry opisujące ich zmienność, jak np.: czas trwania impulsu, amplituda impulsu itp. Wobec tego przez pomiar - 45 -
PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZACJA WYŁADOWAŃ ATMOSFERYCZNYCH odpowiednich parametrów przebiegów czasowych zmian pola elektromagnetycznego można zidentyfikować dany rodzaj wyładowania bądź etap jego rozwoju. Wyładowania atmosferyczne wytwarzają trzy rodzaje fal elektromagnetycznych m. in. fal w paśmie częstotliwości radiowych, zróżnicowane ze względu na sposób propagacji, są to fale: troposferyczne, przyziemne i jonosferyczne [68]. Fale troposferyczne rozchodzą się podobnie jak fale wodne - prostoliniowo. Dlatego ich zasięg jest ograniczony przez horyzont i przeszkody terenowe. Fala przyziemna jest silnie zależna od ukształtowania terenu, ponieważ jej tłumienie zależy od przewodności i stałej dielektrycznej gruntu. Najkorzystniejsze warunki do propagacji tego rodzaju fal istnieją nad obszarami mórz i oceanów. Tłumienie tej fali wzrasta wraz ze wzrostem jej częstotliwości. Dlatego też uzyskanie zasięgów średnich i dużych dla propagacji fali przyziemnej możliwe jest tylko w paśmie fal długich i średnich. Refrakcja, czyli załamanie fali - zmiana kierunku rozchodzenia się fali na granicy dwóch ośrodków, umożliwia osiągnięcie zasięgów znacznie przekraczających horyzont. Dzięki refrakcji przeszkody terenowe nie stanowią utrudnienia w propagacji tego rodzaju fali. Fala jonosferyczna pozwala na uzyskanie dalekiego zasięgu propagacji w paśmie fal krótkich. Ponieważ stan jonosfery jest wielkością zmienną, dlatego zarówno natężenie składowych pola elektromagnetycznego w miejscu odbioru fal jonosferycznych, jak i ich faza ulegają znacznym wahaniom. Z tego powodu pomiary tego pola są obarczone dużymi błędami, w tym zakresie częstotliwości. Dominującą składową pola elektrycznego emitowanego przez wyładowanie elektryczne w atmosferze jest składowa pionowa, więc można napisać, że w przybliżeniu: r E≈E z (1) Zmiany pól elektromagnetycznych, generowanych przepływem przez kanał wyładowania gwałtownej fali prądowej zachodzą w szerokim paśmie częstotliwości. Składową z-ową pola elektrycznego tych zmian można przedstawić jako superpozycję trzech składników: E E + E + E z = (2) s i r gdzie: E s - składowa elektrostatyczna, E i - składowa pośrednia, E r -składowa radiacyjna Składowa elektrostatyczna dominuje w polu elektrycznym w bliskim obszarze od rozładowywanego źródła ładunków elektrycznych i zanika w odwrotnej proporcji do trzeciej potęgi odległości. Amplituda składowej pośredniej zanika w odwrotnej proporcji do kwadratu odległości od tego źródła. Składowa radiacyjna dominuje w obszarach odległych od niego i zanika w odwrotnej proporcji do odległości. Wszystkie te składowe są także funkcjami - 46 -
Page 1 and 2: PAWEŁ BODZAK DETEKCJA I LOKALIZACJ
Page 3 and 4: PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZA
Page 43: PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZA
Page 95 and 96:
PAWEŁ BODZAK - DETEKCJA I LOKALIZA
Page 97 and 98:
Page 99 and 100:
Page 101 and 102:
Page 103 and 104:
Page 105 and 106:
Page 107 and 108:
Page 109 and 110:
Page 111 and 112:
Page 113 and 114:
Page 115 and 116:
Page 117 and 118:
Page 119 and 120:
Page 121 and 122:
Page 123 and 124:
Page 125 and 126:
Page 127 and 128:
Page 129 and 130:
Page 131 and 132:
Page 133 and 134:
Page 135 and 136:
Page 137 and 138:
Page 139 and 140:
Page 141 and 142:
Page 143 and 144:
Page 145 and 146:
Page 147 and 148:
Page 149 and 150:
Page 151 and 152:
Page 153 and 154:
Page 155 and 156:
Page 157 and 158:
Page 159 and 160:
Page 161 and 162:
Page 163 and 164:
Page 165 and 166:
Page 167 and 168:
Page 169 and 170:
Page 171 and 172:
Page 173 and 174:
Page 175 and 176:
Page 177 and 178:
Page 179 and 180:
Page 181 and 182:
Page 183 and 184:
Page 185 and 186:
Page 187 and 188:
Page 189 and 190:
Page 191 and 192:
show all

detekcja i lokalizacja wyÅadowaÅ atmosferycznych - Instytut ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?

detekcja i lokalizacja wyÅadowaÅ atmosferycznych - Instytut ...