地面建筑物对地闪回击电磁辐射环境的影响
雷电具有放电电压高、电流幅值大、放电时间短等特点，可能造成极大的灾害，威胁人类的生命财产安全。近年来国家已颁布实施了多项防雷方面的法律法规及相关行业标准，各地也相继出台了更适合本地区的标准、规范。同时，各地也已展开对雷电的监测、预警及防护工作。为了对已经发生的闪电进行监测，现在广泛使用闪电定位快、慢电场变化测量仪等仪器，通过接收闪电的电磁波来确定其位置、极性以及雷电流幅值等参数。快、慢电场变化测量仪等仪器是通过接收闪电发生时产生的电磁脉冲信号来进行工作的，主要是垂直电场信号，因此它们往往被要求安装在比较开阔平坦的室外地面上，并且传感器周围无树木杂草遮挡，同时应尽量远离高压输电线路、高层建筑和机动车较多的繁忙公路等，以避免影响闪电定位精度，以及反演出的雷电流参数的准确性。如果可以了解建筑物对雷电电磁场产生何种影响，就可以对测量值进行必要的修订，有利于闪电定位精度的提高。本文采用时域有限差分(FDTD)方法，建立了建筑物周围地闪回击电磁场的计算模型，计算了建筑物周围地闪回击电磁环境的分布情况。主要分析了对闪电定位系统影响较为明显的垂直电场，考虑了继后回击的情况，分别从建筑物与闪电通道的距离为300m 和800m 两种距离研究讨论了建筑物对地闪回击电磁辐射环境的影响，结果表明：(1)建筑物对地闪回击垂直电场影响较大，存在建筑物时比不存在建筑时其顶部及附近地面处的垂直电场Ez 的值均有变化；(2)建筑物对远离闪电通道一侧的垂直电场影响大于靠近通道的一侧，说明建筑物对Ez 的衰减作用大于其反射作用；(3)建筑物与闪电通道距离为300m 时比建筑物与闪电通道距离为800m 时Ez 的幅值要大，说明地面有限电导率对垂直电场具有一定的衰减作用，地面垂直电场受距离影响衰减较大；(4)在加入建筑物后，位于建筑物顶部的观测点2 出的幅值会显著增大，说明建筑物顶部的地闪回击电场垂直分量受到建筑物自身高度的影响较大。
FDTD 垂直电场 地面建筑物
耿雪莹 张其林 高金阁
河北省廊坊市气象局,廊坊065000;南京信息工程大学 大气物理学院,南京 210044 南京信息工程大学 大气物理学院,南京 210044
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1-13
2012-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）