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「行雷閃電」的科學
第八章:我們如何計算閃電發生的位置?

   撰文:梁庭傑    2010年3月


    在上世紀七、八十年代,電子技術仍在萌芽的階段。那時候科技人員已應用電子技術來探測雲對地的閃電位置,其中有兩種方法較為流行。第一種方法稱為閃電方位探測技術,而第二種方法稱為閃電訊號接收時間的定位技術。到了九十年代後期,隨着全球定位衛星的建成和被廣泛應用,以及高速的電子計算機出現,新的閃電定位系統便同時應用了以上兩種定位方法,大大提高了探測效率和準確度。

    如前章所述,當閃電探測器接收了電磁波,它會自行計算出電磁波來源的方向和到達的時間。跟着閃電探測器便會把這些資料,訊號的幅度和極性,連同接收站的號碼傳回中央電腦進行運算。而在中央電腦資料庫中,已存檔了不同接收站的準確地理位置以進行分析。此外,數據分析的要求是同時要有最少兩個接收站於數秒內傳回有效的數據,中央電腦才會啓動運算程序。因此,當中央電腦收集到越多不同閃電探測站的數據,閃電的位置和發生時間的推算便會越準確。

    距離閃電發生位置越近的探測站,會越早收到電磁波訊號。中央電腦便根據不同接收站的訊號接收時間和方向,來估算閃電的發生時間和地點,並且會重覆推算以得出準確的位置。運算的原理主要是根據三角學原理(參看圖1)。中央電腦會根據閃電與探測站電磁波接收時間之差計算出不同探測站與閃電位置的距離。而以該距離作為半徑畫一個圓形。當所有圓形能相交在同一點上,並且從這點到各站的方向也符合電磁波接收的方向,這個運算便可得出閃電發生的位置了。


    圖1




最近修訂日期: <2014年4月1日>