Пеленгация грозы – одно из наиболее важных направлений в метеорологии.
В нашей информационной заметке мы коротко расскажем о данной сфере, используемых в ней методах и доступном на сегодня отечественном оборудовании.
Если Вам необходима консультация по метеорологическому оборудованию – просто позвоните нам в офис. Наши сотрудники ответят на любые вопросы и помогут с подбором приборов.
Что такое пеленгация грозы и где она применяется?
Пеленгация грозы — это технология, которая определяет местоположение и азимут ударов молнии путем обнаружения электромагнитных сигналов с помощью магнитных антенн или датчиков.
Для данных целей используются различные методики, такие как определение направления магнитного поля, что позволяет специалистам отслеживать грозовую активность.
Список областей применения для данных технологий довольно обширен.
Безопасность и оповещение о сложных погодных условиях
Раннее предупреждение о грозе – одна из основных задач для использования грозопеленгатора. Обнаружение подступающих грозовых фронтов требуется на подступах ко многих важным объектам, таким как аэропорты, стадионы, линии электропередач, нефтеперерабатывающие заводы и пр.
В авиации прокладка безопасных маршрутов в обход зон грозовой активности ведется непрерывно, и пилоты самолетов нуждаются в получении актуальной информации о погоде.
Также это необходимо для организации безопасности труда. Своевременная остановка работ на открытом воздухе или большой высоте в обязательном порядке требует учитывать погодные условия.
Защита инфраструктуры
Локализация мест попадания молний в ЛЭП необходима для быстрой отправки ремонтных бригад и анализа причин аварийных отключений электроэнергии.
В лесных хозяйствах и сельскохозяйственных угодьях определение точных координат ударов молний типа «облако-земля» (большинство современных систем умеют определять тип молнии) необходимы для оперативного тушения лесных пожаров и защиты посадок.
Метеорология и наука
Мониторинг опасных явлений, в том числе гроз, является неотъемлемой частью прогнозирования погоды и составления актуальных моделей. Метеорологами учитывается интенсивность шторма (например, частота разрядов напрямую коррелирует с силой бури и вероятностью града) траектория и скорость движения грозовых ячеек.
Статистический учет и составление цифровых карт грозовой активности давно стали общепринятой нормой. Получаемая таким образом информация часто требуется для проектирования систем молниезащиты зданий.
Вам нужно купить грозопеленгатор для пеленгации грозы? Хотите проконсультироваться со специалистом и подобрать оборудование?
Позвоните нам или отправьте запрос на нашу электронную почту.
Какие методы грозопеленгации используют специалисты?
Определение направления молнии обычно основано на магнитном пеленгаторе, который использует две ортогональные (скрещенные) магнитные петлевые антенны для измерения северно-южной и восточно-западной компонент магнитного поля, излучаемого разрядом молнии.
Примечание. Использование таких антенн обеспечивает всенаправленный (круговой) обзор при приеме магнитной составляющей волны, значительно снижая электрические помехи.
Направление определяется путем вычисления отношения напряжений в этих петлях, в то время как антенна электрического поля позволяет точно выполнить пеленг молнии.
В прошлом наиболее распространенным методом обнаружения молний был метод определения направления магнитного поля (часто обозначается как MDF). Этот метод основан на определении направления электромагнитной волны молнии. Позже был разработан метод определения времени прихода (или TOA в англоязычной литературе). Метод TOA измеряет разницу во времени между моментом прихода молнии и моментом ее обнаружения датчиком. На основе этого времени определяется расстояние от молнии до датчика. Современные приборы часто используют комбинированный метод для обнаружения грозовых разрядов. С помощью комбинированного метода точно определяются время и место удара молнии.
Метод определения направления магнитного поля (MDF)
Для определения местоположения удара молнии методом определения направления магнитного поля требуется как минимум два датчика. Датчики определяют азимут (то есть угол между севером и направлением удара молнии) между местом, где установлена антенна и грозовым разрядом. Таким образом, можно «провести» линию через датчик и точку удара молнии. С помощью как минимум двух таких линий (от двух или более датчиков) вычисляется точка пересечения этих линий. Точка пересечения и будет указывать на точное местоположение молнии. Соответственно, чем больше датчиков, тем точнее результат мониторинга.
На рисунке выше показано определение направления от датчика к молнии. Электрическое поле, создаваемое молнией, порождает магнитное поле (вектор, обозначенный буквой B). По законам физики магнитное поле всегда перпендикулярно электрическому полю, поэтому, определив магнитное поле, можно определить и направление молнии.
В некоторых случаях, когда молния ударяет в линию между двумя датчиками, определить местоположение только с помощью двух датчиков будет невозможно. В этом случае требуется как минимум три датчика для точной работы, что часто требует создания довольно распределенных сетей наблюдения.
Метод регистрации времени прихода сигнала (TOA)
Для определения точного местоположения удара молнии методом регистрации времени прихода сигнала (иногда его называют разностно-дальномерным методом) требуется как минимум три датчика. Каждый такой датчик синхронизирован с системами спутниковой навигации GPS, поэтому для каждого прибора известно точное время в UTC и местоположение.
Погрешность определения времени здесь составляет около 300 наносекунд. В разностно-дальномерном методе сравниваются временные различия между показаниями датчиков и молнией. Каждый датчик выдает гиперболу, которая представляет возможные места удара молнии, а конечный результат вычисляется центральным анализатором.
Основная идея в том, что мы не знаем точное время «старта» сигнала (момент удара молнии), но можем точно измерить, насколько позже он пришел на вторую станцию по сравнению с первой.
Определение места удара с помощью трех датчиков заключается только в том случае, если оно находится внутри треугольника, образованного этими тремя датчиками. Так, каждая пара датчиков определяет одну гиперболу. Три датчика дают три гиперболы, которые пересекаются в одной точке.
Если место удара молнии находится за пределами треугольника, охватываемого тремя датчиками, указываются два возможных места удара молнии. В этом случае для определения точного местоположения молнии необходим как минимум один дополнительный датчик. Это также создает определенные требования к размеру наблюдательной сети.
Комбинированный метод
Датчики нового поколения используют обе методики, комбинируя их. Эти датчики предоставляют как азимут между датчиком и точкой удара молнии, так и точное время UTC.
Этот метод не имеет проблем, специфичных для какого-либо конкретного способа мониторинга молний. При его использовании для определения конкретного положения молнии достаточно всего двух антенн. Большее количество датчиков при этом повышает точность определения времени и положения молнии.
Пеленгация грозы и грозопеленгаторы ТМГ
Одним из практичных и недорогих решений для пеленгации грозы являются грозопеленгаторы линейки ТМГ.
Датчики грозы серии ТМГ — это профессиональные метеорологические приборы, предназначенные для обнаружения грозовых разрядов, определения их характеристик и оценки грозовой опасности в режиме реального времени с помощью специализированных алгоритмов. Помимо регистрации самих разрядов многие модели могут анализировать характеристики электромагнитных полей, передавая подробную инфографику на компьютер.
Линейка включает устройства разного радиуса действия и назначения — от компактных детекторов для установки в мобильных пунктах наблюдения до стационарных анализаторов.
Высокая надежность и гибкая настройка систем сигнализации делает линейку ТМГ идеальной для обеспечения безопасности на важных объектах и предотвращения опасных ситуаций.
Области применения грозопеленгаторов ТМГ:
- обеспечение безопасности аэропортов и аэродромов.
- защита промышленных объектов и энергетических сетей.
- метеорологические исследования и штормовые предупреждения.
- защита общественных и жилых зданий.
Купить оборудование для мониторинга гроз
Вам нужно купить грозопеленгатор для пеленгации грозы? Хотите проконсультироваться со специалистом и подобрать оборудование?
Позвоните нам или отправьте запрос на нашу электронную почту.
Опции поставщика включают: постоплату по условиям тендера, подбор дополнительных опций и комплектующих, обучение использованию поставляемого оборудования, ремонт и техническое обслуживание.
Мы поставляем оборудование в любой регион России.