全脉冲识别的闪电干涉仪定位新方法大幅提高雷电观测的精度和分辨率
发表日期:2023-09-06来源：
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雷电作为自然界中最为震撼的现象之一，涉及一系列复杂的物理和大气科学问题。它不仅对人类社会造成火灾、电力故障、通信中断等直接威胁，还是触发其它大气现象和生态系统变化的关键因素。因此，对雷电的深入研究具有重要的科学和社会价值，科学家们一直在追求更高的精度以更深入理解这一复杂现象。
中国科学院西北生态环境资源研究院（以下简称西北研究院）平凉陆面过程与灾害天气观测研究站基于闪电甚高频辐射信号的精准脉冲匹配和误差修正，提出的全脉冲识别的闪电干涉仪定位方法为该领域研究带来新突破。与传统的“质心”方法相比，全脉冲识别的新方法在雷电观测的精度和分辨率方面取得显著提升。该方法能够增加10~20倍的定位辐射源数量，对于特定的短时和快速变化的放电过程，甚至可以增加近100倍,从而能够在纳秒级时间分辨率上描绘闪电放电通道和分析微物理过程。该研究能够更准确地研究雷电放电的触发机制、雷电通道的结构以及与雷电相关的各种自然现象。
该成果以An improved method for analyzing broadband VHF interferometer lightning observations为题发表在遥感领域顶级学术期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing。西北研究院范祥鹏副研究员为论文第一作者和通讯作者，美国新墨西哥科学技术研究所和复旦大学科研人员参与该项研究。该研究获国家自然科学基金项目、中国博士后科学基金、甘肃省科技计划和美国国家基金项目共同资助。
定位方法改进前后得到的一次多回击负地闪(CG001738)的二维图像
(a) 传统方法获取的定位结果 (b) 本文方法获取的定位结果
两种定位方法获取的CG001738三次直窜先导的定位结果对比，各图中位于左侧的图像是传统方法获得的定位结果，准确叠加在闪电整体形态上的直窜先导为本文方法定位的结果
(a) DL-1沿着第一个梯级先导形成的回击通道发展 (b - c)DL-2和DL-3沿着第二个梯级先导形成的回击通道发展
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