Struktura elektryczna doziemnych piorunowych wyładowań wielokrotnych na podstawie danych uzyskanych z lokalnego systemu detekcji wyładowań atmosferycznych (LSDWA) w rejonie Warszawy w 2009 r.

• Autorzy: Sobolewski K. , Barański P. , Wiszniowski J. , Łoboda M.

Identyfikatory

DOI

10.7862/re.2013.16

Warianty tytułu

EN

Determination of charge structure of multiple cloud-to-ground flashes based on electric field recordings obtained from the local lightning detection network in Warsaw during summer of 2009

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono krótką genezę powstania oraz opis podstawowych działań lokalnego systemu rejestracji, lokalizacji i detekcji wyładowań atmosferycznych, jaki został zainstalowany w rejonie Warszawy w sezonie letnim 2009 r. Konfiguracja przestrzenna systemu LSDWA bazowała na sześciu stacjach pomiarowych rozmieszczonych w różnych miejscach na terenie Warszawy, zaś maksymalna odległość jaka występowała między stacjami wynosiła 12,5 km. Wykorzystywane w pomiarach anteny zostały dwukrotnie skalibrowane: raz w warunkach laboratoryjnych, drugi raz w warunkach polowych. Rejestracje prowadzone były w sezonie letnim w 2009 roku od połowy czerwca do września, a ich wynikiem były dane służące lokalizacji przestrzennej wyładowań atmosferycznych. W kolejnych dwóch sekcjach artykułu zawarto główne wyniki analizy struktury elektrycznej zarejestrowanych 17 doziemnych wyładowań wielokrotnych oraz dla dwóch z tych wyładowań pokazano przykładowe nałożenie otrzymanych lokalizacji 3D źródeł ładunku elektrycznego ich udarów piorunowych na odpowiadające czasowo mapy radarowe (tj. skany CAPPI, EHT i VCUT) chmury burzowej. Przedstawiona statystyka objęła zarówno ujemne udary krótkotrwałe (typu RS ), jak i ujemne oraz dodatnie udary długotrwałe (typu CC). Stanowiły one poszczególne składowe rozpatrywanych wyładowań wielokrotnych zarejestrowanych w rejonie Warszawy. Na podstawie zebranego materiału pomiarowego określono również rozciągłość horyzontalną i wertykalną chmurowych źródeł ładunku elektrycznego tych wyładowań. W zakończeniu podano kilka przykładów zastosowań możliwości pomiarowych systemu LSDWA do dalszych badań właściwości i mechanizmu rozwoju doziemnych wyładowań wielokrotnych w chmurach burzowych.

EN

The paper presents a brief history of the genesis and description of the basic actions of the local registration system for lightning detection and location (LLDN) which has been installed in the Warsaw region during summer of 2009. The spatial configuration of the system was based on six measurement stations located in different places in Warsaw, and the maximum distance between two stations was 12.5 km. The used electric field antennas were calibrated twice: first time in the laboratory conditions and second time in the field conditions using the “Warsaw I” 225 kHz radio signal broadcast. In the following two sections of paper we have presented the main results of electric charge structure analysis of 17 events of multiple cloud-to-ground (CG) lighting flashes recorded simultaneously by all the LLDN six stations. The exemplary overlapping of 3D locations of the particular return stroke sources for two chosen multiple CG flashes on thundercloud radar scans (i.e., CAPPI, EHT and VCUT) from relevant time intervals are also shown. Presented lightning statistics covered both of the negative RS incidents, and negative and positive CC ones. These strokes are representing the particular components of multiple lightning flashes recorded in Warsaw area. On the basis of obtained data some conclusions on the time and space development of the considered lightning flashes were drawn. In the final remarks we have pointed out some applications of the measurement abilities of the LLDN system for future investigations of the important lightning flash parameters which can improve our knowledge about multiple CG flash initiation inside a thundercloud.

Słowa kluczowe

PL

wyładowanie atmosferyczne; lokalizacja udarów piorunowych doziemnych wyładowań wielokrotnych; detekcja udarów piorunowych doziemnych wyładowań wielokrotnych; rejestracja pola elektrycznego wyładowań atmosferycznych; parametry doziemnych wyładowań atmosferycznych

EN

lightning discharge; lightning location; lightning detection; recordings of lightning electric field; lightning parameters

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 33 [289]
• Strony: 215--229
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Sobolewski K.

• Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny, Zakład Wysokich Napięć i Kompatybilności Elektromagnetycznej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

autor

Barański P.

• Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk, ul . Księcia Janusza 64, 01-452 Warszawa

autor

Wiszniowski J.

• Instytut Geofizyki Polskiej Akademii Nauk, ul . Księcia Janusza 64, 01-452 Warszawa

autor

Łoboda M.

• Politechnika Warszawska, Wydział Elektryczny, Zakład Wysokich Napięć i Kompatybilności Elektromagnetycznej, ul. Koszykowa 75, 00-662 Warszawa

Bibliografia

• [1] Baranski, P., M. Loboda, J. Wiszniowski, and M. Morawski (2012); Evaluation of multiple ground flash charge structure from electric field measurements using the local lightning detection network in the region of Warsaw, Atmos. Res., 117, 99-110, doi:10.1016/j.atmosres.2011.10.011.
• [2] Debski, W., 2004. Application of Monte Carlo Techniques for Solving Selected Seismological Inverse Problems. Publications of the Institute of Geophysics Polish Academy of Sciences, B-34(367), Warszawa.
• [3] Krehbiel P.R., M. Brook, R.A. McCrory: „An Analysis of the Charge Structure of Lightning Discharges to Ground”, Journal of Geophysical Research, 1979, Vol.84, No C5, pp. 2432-2456.
• [4] Jacoby, S.L.S., Kowalik, J.S., Pizzo J.T., 1972. Iterative Methods for Nonlinear Optimization Problems. Englewood Cliffs, Prentice-Hall, New Jork.
• [5] Sen, M., Stoffa, P.L., 1995. Global optimization methods in Geophysical Inversion. Advanced in Exploration Geophysics, vol. 4, Elsevier, Amsterdam.
• [6] Williams, E.R., 1989. The tripole structure of thunderstorms. J. Geophys. Res., 94, 13151-13167.