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  • 时间 2026-04-05
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实验室概况


1、 实验室简介

“中国气象局雷电重点开放实验室”(以下简称雷电实验室)于2022年11月启动建设,由中国气象科学研究院(简称气科院)和国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司(简称武汉南瑞)共同组建。2024年5月,雷电实验室正式纳入局重点开放实验室序列。

雷电实验室总体定位是:重点围绕雷电精密监测、雷电精准预警预报、雷击机理和防护、雷击风险评估的共性关键技术开展攻关,依托气科院在大气电学基础研究和关键科学问题前瞻性研究的优势,结合武汉南瑞在雷电防护机理和防雷技术研发与应用方面的深厚实力,致力于打造科研与业务融合、项目推进与人才培养相辅相成,开放共享、国际一流的雷电科技创新和应用示范基地。

2、 重点研究方向和任务

雷电实验室聚焦《气象高质量发展纲要(2022—2035年)》要求,瞄准《中国气象科技发展规划(2021—2035)》所列重点领域涉及雷电的科研和业务需求,针对多个行业在雷电探测、雷击成灾机理、雷电预警预报、雷电防护技术等方面所关注的共性问题和科技发展前沿,开展深度研发,重点研究方向涵盖雷电基础理论研究、行业共性关键技术攻关、核心装备研制、重要设备检测、标准规范制定、专业技术应用集成以及支撑平台建设等方面,主要包括:

(1) 雷电精密探测

针对不同应用场景和需求,研发雷电精密探测新技术、新方法。

(2) 雷电精准预警预报

以业务服务和行业需求为导向,研发雷电精准预警预报技术。

(3) 雷击机理和防护

研究雷电全过程放电机理和雷击成灾机制,发展科学防雷技术体系。

(4) 雷击风险评估

以提升精细服务能力为目标,创新雷击风险评估方法。

(5) 技术装备

为业务和行业提供雷电探测、预警及防护专业化技术装备。

(6) 检测技术

丰富雷击试验手段、提升雷击测试及雷电防护产品检测能力。

(7) 标准体系

构建雷电监测、预警及防护的技术标准体系。

(8) 行业应用

面向行业用户,夯实服务技术支撑能力,构建服务新模态。

 


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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


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