《雷电探测技术》教学大纲

1、雷电探测技术Lightning Detection一、课程基本情况课程类别：专业主干课程课程学分： 2 学分课程总学时：32 学时（讲课：26学时，实验6学时）课程性质：必修开课学期：第6学期先修课程：电磁场理论、电路分析、雷暴电学、大气物理学、雷电原理适用专业：安全工程（雷电防护科学与技术）教材：无开课单位：大气物理学院雷电科学与技术系二、课程性质、教学目标和任务教学性质：雷电探测技术是专业主干课，偏重于实践和探测技术，是一门实践性非常显著的课程，重点阐述目前的国内外雷电探测技术进展及其未来的发展趋势。特别重视实践性环节是雷电探测技术课程的主要性质，不仅要懂得雷电定位和参数反演的核心技术，而

2、且需要从业务性和实时性等应用角度，正确理解制约目前雷电探测技术的主要关键技术。教学目标：雷电探测技术偏重实践，不仅需要学生深入理解不同探测系统的核心技术，而且需要能独立处理数据并合理分析，能独立调试常见的探测仪器，并能根据探测数据判断仪器工作状态。教学任务：安全工程专业是工科，尤为重视学生的实践动手能力培养，而雷电探测技术课程的设置正是考虑到锻炼学生正确利用所学知识（如数电、模电和电路分析等）去解决实际问题的能力。通过本课程的学习，让本科生全面而深入掌握目前雷电探测技术的进展以及所面临的困难。同时，需要学生通过本课程的深入学习，熟练掌握常规雷电探测设备（如大气电场仪、闪电定位仪、干涉仪和LMA

3、等），并能独立分析和处理一些常见的探测设备数据，并进行合理的分析。三、教学内容和要求1、雷电电磁辐射与传输特征（4学时）1）重点了解云闪和地闪的电磁辐射特征2）重点熟悉不同频段雷电电磁辐射与传播特征的模拟研究3）熟悉土壤电参数（电导率和电容率）对不同频段雷电电磁波传播的影响4）熟悉地球/电离层电动力耦合效应模式5）重点掌握不同频段地闪回击辐射场在不同距离范围的辐射场波形特征重点：雷电不同频段电磁波的传播特性。难点：广域雷电电磁波的传播规律2、雷电流及其电磁场测量系统（4学时）1）全面了解雷电流的测量技术，并熟悉罗氏线圈的基本测量原理2）熟悉高塔雷电测量技术及电流反演算法3）深入理解远距离雷电流

4、峰值反演算法4）深入理解闪电电流矩（或电荷矩）反演算法及其重要性重点：雷电流反演算法。难点：VLF/ELF雷电电流矩反演算法3、大气电场仪的探测原理与应用（4学时）1）熟悉大气电场仪的工作原理和数据分析2）熟悉大气电场资料的场地误差订正与应用3）熟悉大气电场仪的实验室标定4）熟悉大气电场仪的数据采集、传输与分析5）熟悉电场探空仪的发展现状与探测原理重点：大气电场仪的探测原理。难点：大气电场仪的资料订正与应用4、雷电瞬态电磁场变化仪的探测原理与应用（4学时）1）熟悉快/慢电场变化测量仪的硬件构成与探测原理2）熟悉并深入理解快/慢电场变化测量仪的实验室标定3）熟悉快/慢电场变化测量仪的外场实验标定

5、与观测资料的质量控制4）熟悉快/慢电场变化测量仪在雷电物理和雷电放电参量反演等方面的应用重点：快慢电场变化测量仪的探测原理。难点：利用快慢电场变化测量仪资料反演地闪放电参量5、地基雷电探测技术（10学时） 1）全面了解地基雷电定位技术的研究现状2）熟悉长基线时差法（VHF/TOA）雷电定位系统的原理与应用3）熟悉短基线时差法（VHF/TOA）雷电定位系统的原理与应用4）熟悉甚高频干涉法（VHF/IFT）雷电定位系统的原理与应用重点：熟悉地基雷电TOA定位算法难点：VHF雷电多脉冲源识别和定位算法6、卫星雷电探测（6学时）1）全面了解卫星雷电探测的研究现状2）熟悉卫星光学雷电探测器（OTD与LIS）的硬件构成和信号识别3）熟悉FORTE卫星雷电光/电探测器的工作原理与应用4）熟悉全球雷电活动的空间分布特征重点：熟悉卫星光学雷电探测器（OTD与LIS）的探测原理难点：FORTE卫星雷电光/电探测器的工作原理四、课程考核（1）作业等：作业：16次，课程论文：1篇；（2）考核方式：闭卷考试（3）总评成绩计算方式：平时成绩30%+期末考试成绩70%等综合计算