我们如何计算闪电发生的位置?
我们如何计算闪电发生的位置?
梁庭杰
2010年3月
在上世纪七、八十年代,电子技术仍在萌芽的阶段。那时候科技人员已应用电子技术来探测云对地的闪电位置,其中有两种方法较为流行。第一种方法称为闪电方位探测技术,而第二种方法称为闪电讯号接收时间的定位技术。到了九十年代后期,随着全球定位卫星的建成和被广泛应用,以及高速的电子计算机出现,新的闪电定位系统便同时应用了以上两种定位方法,大大提高了探测效率和准确度。
如前章所述,当闪电探测器接收了电磁波,它会自行计算出电磁波来源的方向和到达的时间。跟着闪电探测器便会把这些资料,讯号的幅度和极性,连同接收站的号码传回中央电脑进行运算。而在中央电脑资料库中,已存档了不同接收站的准确地理位置以进行分析。此外,数据分析的要求是同时要有最少两个接收站于数秒内传回有效的数据,中央电脑才会啓动运算程序。因此,当中央电脑收集到越多不同闪电探测站的数据,闪电的位置和发生时间的推算便会越准确。
距离闪电发生位置越近的探测站,会越早收到电磁波讯号。中央电脑便根据不同接收站的讯号接收时间和方向,来估算闪电的发生时间和地点,并且会重复推算以得出准确的位置。运算的原理主要是根据三角学原理(参看图1)。中央电脑会根据闪电与探测站电磁波接收时间之差计算出不同探测站与闪电位置的距离。而以该距离作为半径画一个圆形。当所有圆形能相交在同一点上,并且从这点到各站的方向也符合电磁波接收的方向,这个运算便可得出闪电发生的位置了。
