[发明专利]一种基于气象雷达的雷电预警和监测方法

权利要求书

1.一种基于气象雷达的雷电预警和监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.设雷电监测参数为A，且将雷电监测参数A设置为：

式中，为W波段雷达初始探测时刻雷暴云中颗粒的折射率且其中，i为虚数单位；m_wt为W波段雷达此后每一时刻探测得到的雷暴云中颗粒的折射率，P_Wr(t₀)为W波段雷达初始探测时刻接收到的回波功率，P_Wr(t)为W波段雷达此后每一时刻接收到的回波功率，z(λ_s,t₀)为同时段S波段雷达初始探测时刻的反射率因子，z(λ_s,t)为同时段S波段雷达此后每一时刻的反射率因子；

S2.根据雷达测量到的当前雷暴云中颗粒系统的粒径分布和对应该粒径颗粒携带电荷的临界值，计算得到雷暴云中颗粒系统携带电荷达到临界值时的折射率m_wt'；

S3.设雷电发生预警值为A'，将m_wt＝m_wt'带入步骤S1中函数中计算即可得到雷电发生预警值A'；当雷电监测参数趋近于A'时，提示雷电即将发生。

2.根据权利要求1所述的一种基于气象雷达的雷电预警和监测方法，其特征在于，步骤S1中，根据雷达方程可得：

式中，λ为雷达发射的电磁波的波长，R为雷达波探测距离，L为馈线损耗，P_r为雷达接收功率，P_t为雷达发射功率，h为雷达波有效照射深度，G是雷达天线增益，和θ分别为水平和垂直波束宽度，为S波段雷达初始探测时刻雷暴云中颗粒的折射率，m_st为S波段雷达此后每一时刻雷暴云中颗粒的折射率，且其中，i为虚数单位。

3.根据权利要求1所述的一种基于气象雷达的雷电预警和监测方法，其特征在于，步骤S1中，t＝t₀+Δt，其中，t₀为初始探测时刻，Δt与雷达波的脉冲时间一致。

4.根据权利要求1所述的一种基于气象雷达的雷电预警和监测方法，其特征在于，步骤S2中，

式中，ε_r为雷暴云中带电颗粒的介电常数，ε_v为雷达初始探测时刻雷暴云中带电颗粒的介电常数，a为颗粒半径，η'为雷暴云中颗粒表面携带电荷的临界值，e是单个电子的电荷，m_e为电子的质量，ε₀是真空介电常数且ε₀＝8.854187817×10^-12，ω为W波段雷达电磁波的角频率，γ_s为阻尼系数，i为虚数单位。

5.根据权利要求1所述的一种基于气象雷达的雷电预警和监测方法，其特征在于，步骤S2中，雷达初始探测时刻选择雷暴云初始形成不带电状态下的某一时刻。