Обнаружение молнии
Blitzortung ( по-немецки «молниеносное пеленгование »). Немецкое произношение: [ˈblɪtsˌɔʁtʊŋ] ) — неформальная, некоммерческая группа гражданских учёных, поддерживаемая профессиональными учёными . Работаем с 2005 года, [1] Операторы станций управляют всемирной сетью, насчитывающей около 1800 активных станций приема ОНЧ- радиоволн в 83 странах. [2] Эти приемники используются для определения местоположения ударов молнии на основе измерений времяпролетных детекторов полученных сигналов. [3] [4] Единственная компенсация, которую получают операторы станций, — это бесплатный доступ к необработанным данным всех станций. Данные обрабатываются различными веб-сайтами с использованием методов геоинформатики и предоставляются в Интернете в виде карты. [5] [6]
Цели
[ редактировать ]Целью Blitzortung.org является обнаружение молний по всему миру с помощью множества недорогих приемных станций. Согласно сайту, построить такую станцию самостоятельно можно максимум за 355 долларов. [7]
Согласно собственному представлению, группа по интересам «ориентирована в первую очередь на частных лиц, интересующихся метеорологией и имеющих опыт в области электрических и компьютерных технологий». За этим не стоит никакой формальной организации, нет никаких контрактов и не взимаются никакие сборы или взносы. Работа предназначена исключительно для личного назидания и является чисто хобби. [7]
Структура измерительных станций
[ редактировать ]
Измерительные станции находятся на различных стадиях расширения и развития (см. таблицу ниже). Совместно разработанная электроника приемника послужила основой для построения отдельной станции. Система является модульной и может быть оснащена в соответствии с индивидуальными потребностями и возможностями. Существует выбор между стержневой антенной , которая обнаруживает электрическое поле, и/или магнитной антенной , которая обнаруживает H-поле . Электрическая антенна не передает никакой информации о направлении, тогда как магнитная антенна состоит из двух или трех ортогональных катушек или антенны из ферритового стержня , которые предоставляют информацию об ориентации магнитного поля. Станции также могут быть оснащены цифровыми фильтрами для лучшего подавления помех.
| Дата | Имя | Версия | Описание |
|---|---|---|---|
| 2011 | Система Зеленый | Печатная плата 6.6 | RS-232 Интерфейс |
| 2012 | Система Зеленый | Печатная плата 6,8 USB | USB- интерфейс |
| 2013 | Система Красный | Печатная плата 10.x | 32-битный ARM Cortex-M4F, автономная работа, встроенный GPS |
| 2016 | Система Синий | Печатная плата 19.4 | Аналогично System Red, но с технологией SMD. |
| 2018 | Система Синий | Печатная плата 19,5 | Новый модуль ГНСС |
| 2024 | Система Мини | Печатная плата 22.2 | Система Blue сокращена до двух каналов для магнитных антенн. |
Метод обнаружения
[ редактировать ]
Станции непрерывно оцифровывают низкочастотные сигналы антенн в диапазоне от 3000 до 30000 Гц с частотой дискретизации более 500 кГц. В этом диапазоне частот вспышки создают особенно четкие отклонения сигнала, которые приводят к атмосферным помехам в радиопередаче и, как правило, также могут восприниматься как потрескивающие шумы при использовании обычного AM-радиоприемника в длинноволновом и средневолновом вещании. В то же время GPS сигнал принимается и анализируется. Это используется для определения точного местоположения соответствующей приемной станции и в то же время обеспечивает высокоточную общую временную базу.
Метод Blitzortung основан на принципе времени прибытия (ToA). [9]
Если сигнал молнии обнаружен, он отправляется на центральный сервер для оценки. Если хотя бы три сигнала молнии от разных станций поступают на сервер в течение короткого временного окна, сервер может определить расстояние до соответствующего приемника по времени поступления сигналов. Образно говоря, сервер рисует линию гиперболы вокруг двух приемников, которую можно рассчитать по времени распространения сигналов вокруг каждой станции. Сигнал от третьего приемника используется в качестве эталона времени для расчета. Точка удара – это место пересечения гипербол. Этот метод обычно называют в геодезической технологии мультилатерацией , причем используемая здесь гиперлокация представляет собой частный случай этого метода, когда точки с одинаковой разницей во времени лежат на линиях гиперболы в плоскости. Обычно задействовано значительно больше трёх приёмников, что повышает точность. [10]
Благодаря большой дальности действия сигналов, которые возникают на высоте нескольких километров (до 100 километров в случае так называемых спрайтов ), можно добиться большого покрытия при относительно тонкой сети станций. [11] Чем ближе станции расположены к месту удара и чем больше станций принимают сигнал, тем точнее локализация.
Прием СМИ
[ редактировать ]Находки, данные и карты Blitzortung.org неоднократно привлекали внимание немецких и международных СМИ. В марте 2015 года программа alle wetter! («все о погоде») на Hessischer Rundfunk сообщил о сети и ее предыстории.
Согласно сайту, построить такую станцию самостоятельно можно максимум за 355 долларов. [7] По собственному описанию, группа по интересам «в первую очередь нацелена на частных лиц, интересующихся метеорологией и имеющих опыт в области электрических и компьютерных технологий». За этим не стоит никакой формальной организации, нет никаких контрактов и не взимаются никакие сборы или взносы. Работа предназначена исключительно для личного назидания и является чисто хобби. [7] [12] Данные сети делят 2020 год пополам в поисках начальных мест лесного пожара на горе Госперс и крупных пожаров в Новом Южном Уэльсе в Австралии. [13]
Другие сети обнаружения молний
[ редактировать ]Существует несколько других сетей обнаружения молний, большинство из которых являются коммерческими:
- ALDIS Австрийская система обнаружения молний и информации [14]
- БЛИДС от Siemens AG
- EUCLID Европейское сотрудничество по обнаружению молний
- NALDN Североамериканская сеть обнаружения молний
- Миссия по измерению тропических осадков (спутниковая)
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Первое упоминание о сети на сайте wetter-board.de» . 19.08.2020.
- ^ «Список активных станций» . Blitzortung.org . 21 августа 2020 г.
- ^ Эгон Ванке (25 декабря 2010 г.). «Недорогая сеть определения местоположения молний во время прибытия» (PDF) . Blitzortung.org (Монография). Дюссельдорф. стр. 39–41.
- ^ А. Швец; Т. Сердюк; А. Кривонос; М. Хаякава (2018). «Автоматический метод мониторинга нижней ионосферы и местоположения молний по твик-атмосферике». Международный симпозиум по электромагнитной совместимости (EMC EUROPE) 2018 г. Международный симпозиум по электромагнитной совместимости (EMC EUROPE), Амстердам: IEEE. стр. 789–794. doi : 10.1109/EMCEurope.2018.8485180 . ISBN 978-1-4673-9698-1 . S2CID 52929374 .
- ^ «Текущие карты молний на Blitzortung.org» . Blitzortung.org . 16.08.2020.
- ^ «Текущие карты молний на сайте Lightningmaps.org» . Blitzortung.org . 16.08.2020.
- ^ Jump up to: а б с д «Самопрезентация на Blitzortung.org» . 20.08.2020.
- ^ «Новостная страница Blitzortung.org» . 19.08.2020.
- ^ Ванке, Эгон; Андерсен, Ричо; Волгнандт, Тобиас (11 мая 2014 г.). «Всемирная недорогая общественная сеть обнаружения и определения местоположения молний по времени прибытия» (PDF) . Blitzortung.org (Описание проекта). стр. 10–12 . Проверено 21 июня 2023 г.
- ^ Вивиан Вольф (2012). Дж. Штробль; Т. Бляшке; Г. Гризебнер (ред.). Интеграция данных о молниях с Blitzortung.org для отображения в OSM (PDF) . Прикладная геоинформатика, 2012. Берлин/Оффенбах: Герберт Вихманн Верлаг, VDE VERLAG GMBH. стр. 150–155. ISBN 978-3-87907-520-1 .
- ^ Л.В. Сорокин (17.08.2020) [2016]. А. Чилингарян (ред.). Первое наблюдение спрайта из Москвы в направлении Тверской области, связанное с повторяющимся разрядом молнии . Материалы международного симпозиума TEPA 2016: Грозы и ускорение элементарных частиц. Ереванский физический институт, Армения. п. 158.
- ^ Джорджина Лауд (14 августа 2020 г.). «Радар удара молнии: где СЕЙЧАС бьет молния? Живые карты» . www.express.co.uk . Проверено 20 августа 2020 г.
По всей Великобритании прогнозируются грозы, Метеорологическое бюро выдает желтые и желтые предупреждения – но где СЕЙЧАС ударяет молния? Вот последние живые карты.
- ^ «Как ABC выследила дерево, которое вызвало лесной пожар на горе Госперс и «мега-пожар» в Сиднее» . Новости АВС . август 2020 года . Проверено 20 августа 2020 г.
- ^ Диндорфер, Г.; Шульц, В. (май 2008 г.). «Австрийская система обнаружения молний и информации ALDIS 1992–2008». Электротехника и информационные технологии . 125 (5). дои : 10.1007/s00502-008-0530-3 . S2CID 45801021 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Сайт проекта Blitzortung.org
- Динамическая карта с живой визуализацией (по всему миру) map.blitzortung.org