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雷电物理和防护工程实验室
实验室概况
中国气象科学研究院雷电物理与防护工程实验室成立于2003年7月 。
雷电物理和防护工程实验室围绕我国经济建设中与防雷减灾有关的基础性、战略性、前瞻性、应用性重大课题，开展雷电监测、预警和防护的基础理论和应用研究，为雷电业务需求提供科技支撑和技术培训服务。该实验室是我国大气电学研究的重要基地，具有科学理论与业务应用相结合的研究特色。
主要研究方向
（1）雷电物理、雷击机理和防护技术研究
利用先进的雷电探测手段对雷电声、光、电、磁等参量进行综合同步测量，分析研究雷电的发生发展物理过程；对雷电接地过程进行观测和研究，分析雷电与接地物及其周边设施（特别是电子设备）的相互作用，研究雷击机理，发展防雷新方法和新技术；开展电磁兼容试验研究，获取关键数据，为雷电电磁干扰防护技术的开发提供科学依据。
（2）雷电探测新技术研究
以现有的雷电探测手段为基础，围绕雷电探测中的重要应用基础理论和关键技术进行研究；开展雷电探测新技术的开发和应用，以提升探测效率和探测精度；发展雷电探测网的探测性能评估方法，为雷电探测资料的合理应用提供指导；开展雷电探测资料应用研究，揭示雷电放电特征和雷电活动规律。
（3）雷暴闪电活动特征和雷电预警预报方法研究
利用雷电和雷暴云的综合观测资料，研究雷电放电的时空演变规律及其与动力和微物理过程的耦合机制，认识雷电活动与其它气象要素和天气过程的相关关系，发展雷暴云起电、放电模式与中尺度数值预报模式的耦合技术，开发雷电预警预报系统，提高我国雷电预警预报的水平，并拓展雷电资料在灾害性天气监测、预警和预报中的应用。
（4）雷电灾害特征及其机理研究
建立我国雷电灾害数据库，较为全面地涵盖雷电灾害事件的各项特征；对我国的雷电灾害进行调查和统计，研究我国雷电灾情的分布特征；分析雷电致灾机理，针对不同类型的灾害提出合理建议，为防雷减灾提供科学服务。
目前开展的主要研究工作
i，开发和研制高精度新型全闪电监测系统
发展高精度GPS授时、高速数据采集、基于波形特征的闪电放电类型识别、闪电电场变化辐射脉冲到达时间差快速定位以及信号时域相关性和频谱特征分析等集成新技术，对云闪、地闪和窄偶极性脉冲放电事件的进行高效率探测和高精度定位，描绘雷电三维发展传输特征。
ii，开发和研制雷电声、光、电、磁探测设备
发展和完善基于不同技术手段的雷电声、光、电、磁探测手段，以单站或组网形式获取雷电放电过程在不同频段产生的信号，并基于GPS同步技术或同步触发技术，实现不同探测系统的同步观测，为开展雷电物理过程雷电防护理论研究提供基础技术手段。
iii，雷暴闪电活动规律和机理研究
研究中尺度热动力场、雷暴动力过程和微物理过程与雷暴电荷结构形成、闪电特征（频次、类型、极性等）等相互关系，揭示不同类型雷暴过程闪电活动的规律和内在机制；建立雷电活动与多种雷暴参量之间的参数化关系，发展闪电资料的同化方法和技术；完善起放电参数化方案，发展基于中尺度数值模式的雷电模式。上述研究为雷电预警、预报研究提供了基础理论支撑。
iv，开发1-2小时雷电临近预警技术和2-6小数雷电活动预报技术
研究融合多种时空分辨率气象观测资料（天气类型、探空、卫星、雷达、闪电定位、电场、雷暴模式数据等）逐步预警雷电活动发生的新思路，发展多源数据资料综合分析新技术，探索雷电临近预警的产品形式，开发1-2小时雷电临近预警业务平台。在中尺度WRF和GRAPES模式中写入起、放电参数化方案，开发中尺度雷电模式，开展预报试验，建设测试预报平台，实现2-6小时雷电活动预报。上述两个系统为基础，研究雷电活动无缝隙预报的融合技术。
v，开展雷电物理过程精细化综合观测研究和真实雷电电磁环境下的防护新技术测试试验
以广州雷电野外试验基地为依托，以雷电野外试验和测试平台为基础，完善人工触发雷电技术，进一步提高闪电通道电流、闪电通道不同距离声、光、电、磁的同步高精度测量技术，发展野外环境下多参量闪电数据和雷电防护测试数据的同步采集技术，获取雷电过程及其耦合过程的综合观测资料，细化和深化对闪电放电物理过程的认识，揭示自然闪电源引致电子和电气设施损毁的机制，为雷电防护理论和标准研究提供科技支撑。
科研团队情况
雷电物理和防护工程实验室现有固定人员14人，其中研究员3人，副研究员和高级工程师7人。另有流动人员（含博士和硕士研究生、访问学者等）15人。实验室人员以中青年科技骨干为主，40岁以下的固定工作人员11人，其中5获评为“中国气象科学研究院优秀青年”，2人入选中国气象科学研究院高层次人才培养计划。
代表性成果
i，自主开发了高精度新型闪电探测系统，具有对云闪、地闪和窄偶极性脉冲放电事件的三维时空探测能力，该系统在技术创新、探测能力和应用前景方面具有显著的优势和潜力。
ii，在WRF模式中初步实现起电、放电参数化的写入，这在国内属于领先的工作，不仅为我们在中尺度背景条件下研究闪电活动的机理提供了重要手段，也为未来闪电预报试验研究奠定了基础。
iii，闪电和降水、云内粒子含量、台风发展强度及路径等关系的建立，为闪电资料的应用奠定了基础。
iv，雷电临近预警系统填补国内在该平台方面的空白，其中集成运用了多项创新方法，并率先提出了雷电临近预警的产品形式。该系统在全国24个省市气象部门得到推广，在诸如世博会、大运会等重大活动的雷电预警中发挥了重要作用，并在比如人工影响天气、森林防火等部门得到应用。
v，雷电野外试验和测试平台是我国当前较为完善的集雷电观测和防护试验为一体的平台，创新性的解决了大空间尺度内、多参量闪电及防护试验数据的同步高精度采集，获取了大量的第一手资料。基于该平台开展了自动气象站、无线通讯基站、高电压输电线路、埋地电缆、风力发电机和电涌保护器等设备雷电防护试验，试验结果有力推动了防雷器件测试装置及方法的革新。
vi，高建筑雷电放电过程的观测试验和研究在国际上首次发现了自然地闪下行梯级先导击中上行连接先导头部以下（非头部-头部连接）的现象。同时，以该试验为基础发展的基于双站光学观测重建三维闪电通道的技术有利于克服原有二维观测的局限性，为更加客观的认识闪电发展、传播和连接特征提供了一种途径。
vii，自主建立的全国雷电灾害数据库是我国第一个以雷电灾害数据为主要搜集对象的数据库。以全国雷电灾害数据为基础开展的雷电灾害特征研究系统揭示了我国雷电灾害的时空分布、行业分布、环境分布、人员分布等特征。
实验室内景
雷电临近预警系统平台
一次地面触发闪电
一次空中触发闪电
来源：中国气象科学研究院官方网站
自然界中的雷电不可能消失
人类对技术进步的向往和冲动也不可能终止
技术进步带来的潜在威胁
只能靠技术的继续进步来解决
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