中国气象局雷电轨道业务方案

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雷电轨道业务方案 (试行) 中国气象局 二○○六年九月 目 录 序 言 雷电是伴随着强对流过程发生的一种灾害性天气现象.因其强大的电流,炙热的高温,猛烈的冲击波以及强烈的电磁辐射等物理效应而能够在瞬间产生巨大的破坏作用,常常导致人员伤亡,击毁建筑物,供配电系统,通信设备,引起森林火灾,造成计算机信息系统中断,仓储,炼油厂,油田等燃烧甚至爆炸,危害人民财产和人身安全,也会严重威胁航空航天等运载工具的安全. 我国地处温带和亚热带地区,雷暴活动十分频繁,全国有21个省会城市的年最多雷暴日均在50天以上,最多达到了134天,雷电灾害是我国最严重的自然灾害之一.从近三十年的雷电资料看,我国雷暴日天数变化不大,但是雷电灾害造成的经济损失和人员伤亡事故日益严重,具有发生频次多,范围广,危害严重,社会影响大的特点.据不完全统计,在1997-2005年的9年间,全国因雷击造成直接经济损失在百万元以上的雷电灾害事故就有200多起,每年因雷击造成人员伤亡上千人.每年多次引发森林火灾,如2006年5月的黑龙江,内蒙古自治区大兴安岭特大森林火灾等.雷电灾害已成为危害程度仅次于暴雨洪涝以及泥石流,山体滑坡等气象地质灾害的一大气象灾害,严重威胁着我国的社会公共安全和人民生命财产安全.因此,做好防雷减灾工作,不仅是安全生产不可缺少的重要环节,也是经济建设,社会发展和人民生命财产安全的重要保障,是维护社会稳定的大事. 频繁发生的雷电灾害越来越引起社会各界的广泛关注,也引起了国家的高度重视.2000年1月1日开始实施的《中华人民共和国气象法》规定了各级气象主管机构应当加强对雷电防御工作的组织管理;2004年6月29日颁布的《国务院对确需保留的行政审批项目设定行政许可的决定》(国务院令第412号),明确了有关气象主管机构负责防雷装置检测资质和防雷工程专业设计与施工资质认定,以及防雷装置设计审核和竣工验收等行政许可工作的职责.2006年1月12日,国务院下发了《国务院关于加快气象事业发展的若干意见》,并明确提出"大力加强雷电监测网建设","依法管理和规范雷电灾害防护"等要求.为进一步做好防雷减灾工作,保障国家公共安全和人民生命财产安全,国务院办公厅于2006年7月5日下发了《关于进一步做好防雷减灾工作的通知》,对进一步加强我国防雷减灾工作提出了"高度重视防雷减灾工作;切实做好雷电天气预测预报工作;认真落实防雷安全措施;进一步加强防雷减灾管理;全力做好雷电灾害应急处置;广泛组织防雷减灾知识宣传"等明确要求.这充分体现了党和政府对雷电防御工作的高度重视. 为进一步提高我国雷电灾害防御的水平和能力,《中国气象事业发展战略研究》已经提出了"公共气象,安全气象,资源气象"理念,并明确提出要加强建设地基,空基,天基立体化的覆盖全国的雷电综合探测网,开展雷电探测试验和资料的应用研究,发展我国雷电的预警,预报新方法和新技术.《中国气象局业务技术体制改革总体方案》也进一步确定雷电业务包括雷电监测,预警预报,检测与防护技术服务,研究开发和管理协调等业务内容,雷电业务实行国家,省,地,县四级布局.同时也明确了雷电业务技术体制改革的重点是建立国家级雷电业务体系,加强省级雷电业务建设,促进省级雷电业务,科研和服务有机结合等. 在中国气象局业务技术体制改革总体方案中,明确了雷电业务包括雷电监测,预警预报,检测与防护技术服务,研究开发和管理协调等.改革重点是:依法加强雷电有关管理工作;建立国家级雷电业务体系,加强国家级队伍建设,提高雷电预报,防护技术开发和指导能力;加强省级雷电业务建设,促进省级雷电业务,科研和服务有机结合,逐步形成由雷电监测,预警预报,研究与技术开发,防雷检测与防护技术服务组成的业务体系;明确雷电业务分工,雷电天气的预警预报由各级气象台站承担,其它业务和科技服务工作由相应的雷电业务机构承担.雷电业务实行国家,省,地,县四级布局. 一,现状和需求 (一)现状 (1) 雷电监测 进入21世纪,国家经济与社会发展,对雷电灾害的监测,预警和防御的科学认识提出了更高,更广泛的需求.二十世纪八十年代以来,随着数据采集技术的发展,如GPS技术和高速大容量数据处理技术等,雷电测量设备采用高时空分辨率探测技术,使对微秒,亚微秒的雷电过程研究成为可能.目前,在北美(美国,加拿大两国)约有187个测站组成的雷电监测站网,大多采用IMPACT技术,由于微处理存贮更快,以及GPS 和数字处理技术DSP的使用,灵敏度及功能上增强的第三代VLF_LF系统,能全天候地工作,并实时提供各种用户精确到回击的地闪定位结果及相关参数.该雷电监测网,还可以采用广域网络的定位工作方式,联合法国,日本,巴西,澳大利亚等国家和地区的雷电监测网,在互联网上提供实时的全球雷电定位数据.目前在国外的建设和使用VHF/TOA或者VHF/IFT的雷电监测网,大大改善了第三代雷电定位网对云闪探测不足的缺点.但在规模上相对于VLF/LF雷电定位网,仅是几个到十几个测站的局域站网. 我国的雷电定位技术是从80年代末开始发展起来的,目前有几百个VLF-LF雷电定位系统的测站,主要由气象,电力,电信,民航等部门和军队建设和使用,这些系统在雷电及对流性灾害天气过程的监测,人工影响天气作业指挥,雷电防护等多方面得到了广泛应用.据统计,目前有26个省(自治区,直辖市)气象局建设了以测量云-地闪电为主的雷电定位系统,总探测站数为150多个,其中,北京(3个),山东(13个),江苏(10个),广西(6个),江西(12个),福建(9个),黑龙江(22),四川(18),湖南(5个),陕西(9个),甘肃(4个),湖北(13),安徽(10个),云南(13个),新疆(8个),且多为覆盖全省市的联网系统,并生成了一些区域性的监测产品这大大提高了对地闪的探测精度和效率.中国气象局的"大气监测自动化系统工程一期工程"项目在京津冀地区(北京),长江中下游地区(上海,武汉)建设了兼有云-地闪和云闪探测功能的区域性雷电监测系统. 由于行业需求不同,除气象部门之外的其它行业和部门也根据各自需求建立了雷电定位系统局域观测网.比如,电力部门的"山东电网雷电监测定位系统"(10个探测站),"河南电网雷电监测定位系统"(11个探测站),"湖南电网雷电监测定位系统"(9个探测站),华北电网建有27个探测站,4个二级中心站和29个专业用户终端,广东省电网建有15探测站和20个专业用户终端,安徽省电网建有11个探测站;电信部门的"湖南电信雷电监测定位系统"(10个探测站);油田系统的"大庆油田雷电监测定位系统"(4个探测站).航空航天部门对雷电监测工作尤为重视,已在酒泉,西昌,太原等航空航天发射基地建立了多种雷电定位和监测系统,以保障航空航天活动的安全.港,澳,粤雷电监测系统也已于2004年建成,可对90%以上发生在珠三角地区的雷电进行定时监测.这些定位系统在不同方面均发挥了重要作用,并为全国雷电定位网的建设奠定了基础. 随着科技发展,卫星雷电探测已成为一个重要手段.目前全球只有美国和美-日联合热带降水测星计划(TRMM)有卫星闪电探测仪器上天的经历.美国从1960年代开始进行卫星闪电探测仪的研制试验,先后研制了曝光光度计,光电二极管,扫描辐射计等闪电探测仪器,这些仪器都具有这样或那样的缺陷.直到1990年代中期,成功研制和星载的新一代光学闪电成像仪卫星闪电光学瞬态探测器OTD(1995年)和闪电成像传感器LIS(1997年),从根本上改变了卫星闪电探测的局面.十多年的星载业务运行,OTD和LIS提供了大量全球闪电分布状况数据,得到了各国科学家的广泛应用.其中,由TRMM卫星携带的闪电成像传感器LIS,设计寿命只有3年,但从1997年发射至今,仍然处于良好工作状态,LIS闪电成像产品可以从相应网站实时获取. 然而,也应该看到,作为低轨道卫星探测仪器,OTD和LIS的观测范围和观测能力都存在较大制约,对观测范围的每一地点的观测时间都不足91秒,只能提供区域平均意义上的闪电分布信息,根本无法实现闪电的实时监测,跟踪和预警.美国目前正在计划研制的新一代静止气象卫星(GOES-R)系列上,将首次在静止卫星轨道平台上装载闪电成像仪. 我国目前尚没有卫星闪电探测仪器实现星载,也没有接收和处理美国极轨卫星闪电探测仪资料.计划由我国第二代地球静止轨道气象卫星FY-4号携带的FY-4卫星闪电成像仪,是我国第一次研制和星载的卫星闪电成像仪,目前正处于原理样机研制阶段. (2) 雷电预警预报 雷电灾害是强对流性天气造成的主要灾害之一,由于雷电形成迅速而给其预警预报带来了极大的困难.在雷电天气短时预报方面,国内外都作了大量研究和业务工作,主要利用中尺度观测系统,雷达,卫星和雷电定位系统等观测资料以及数值预报模式产品,开展了雷电天气的临近预报技术开发和业务运行,例如美国目前可以给出3小时后的雷电发生概率产品.但雷电的预警预报由于受到对雷电认识的不足,到目前为止还没有非常成熟的业务系统.长期以来,国内外的研究和业务人员在利用雷达和卫星等探测资料进行雷电临近预报方面做了大量深入的研究工作.例如:美国空军第45天气中队给出了以雷达为工具的雷电临近预报经验规则,特别是选用了云顶高度参数作为预报因子,并在1996年亚特兰大奥运会的气象保障预警业务中得到应用;另外还采用空间分辨率为4×8km,时间分辨率为5min的同步卫星红外云图和美国国家闪电监测网的地闪定位结果,对比了云顶冷却率超过0.5°C/min的时间和首次地闪出现的时间,指出利用云顶温度的快速冷却的监测结果有可能开发出一种提前了半个小时或更长时间临近预报雷电的客观方法,但许多认识还处于初级阶段,目前还要进一步深化对机理的认识,在雷电临近预报方面仍然需要大量的研究.80年代美国曾经开展了对流降水试验计划CaPE,近期美国NWS和NOAA实施的STEPS试验项目,其主要目的是研究雷暴电荷结构与天气过程的关系,STEPS试验项目的探测试验中采用了三维VHF闪电探测系统LMA和Doppler天气雷达等探测设备.这些研究为雷电的预警预报技术开发提供了重要的科学依据. 我国雷电预警预报技术和方法的研发刚刚起步,目前还没有成熟的可供预报服务实际使用的业务产品,因此,我国在雷电预警预报方面的工作相当薄弱,目前基本没有开展有针对性的雷电预警预报业务.随着部分省市局域雷电定位网的建立,个别省市按有无雷电发生进行了一些定性的雷电预警发布方面的研究工作.中国气象科学研究院近期开展了雷电预警预报技术和方法研究,并开发了雷电预警预报系统,目前正在试运行. (3) 雷电防护技术服务 二十世纪90年代以来,特别是《中华人民共和国气象法》和各地方防雷法律,法规的颁布实施以来,在各级气象主管机构和地方政府的高度重视下,各地防雷技术服务工作发展很快.各省,市,县气象部门均成立了防雷专门技术服务机构,中国气象局建立了"北京雷电防护装置测试中心"和"上海防雷产品测试中心"等业务机构,基本形成了一支专业防雷技术服务队伍,在防雷装置检测,防雷工程设计与施工,防雷工程设计技术评价,雷灾调查鉴定,雷击风险评估,防雷产品测试等技术服务方面积累了大量的实际经验.防雷技术服务基本覆盖了社会经济发展和人民群众生活的方方面面,涉及到航空航天,国防建设,信息,通讯,计算机,电子工业,化工石油,邮电,交通,森林,体育及其他各行各业,也深入到密切关系人民群众生活的住宅,医院,学校,商场等场所,取得了显著的社会效益和经济效益,为防灾减灾,保障安全生产和人民生命财产安全,维护社会稳定做出了积极的贡献. (4) 雷电研究 我国雷电研究起步较晚,但20世纪80年代以来也有了很大进展,在雷暴云电结构,雷电物理,雷电电磁辐射,人工引发雷电技术及其应用等方面进行了深入的研究,取得了一系列重要成果,并在国际上具有一定的特色和地位.中国气象科学研究院等单位在雷电探测技术和资料应用等方面开展了研究,并成立了"雷电物理与防护工程实验室",中国气象局也正在抓紧建设"雷电野外试验基地",为我国雷电科学研究工作的进一步开展提供条件. (二)需求 (1) 气象事业发展的需求 《中国气象事业发展战略研究》提出了"公共气象,安全气象,资源气象"理念,并明确提出要加强建设立体化的覆盖全国的雷电综合探测网,因此结合雷达,探空以及卫星云图等观测资料,建立统一,实用的综合雷电资料共享平台,开展雷电探测试验和资料的应用研究,发展我国雷电的预警,预报新方法和新技术.因此,中国气象局通过建立天基,空基和地基立体雷电监测系统以及预警与服务业务体系,统筹规划全国雷电综合监测系统建设,规范雷电探测布局,实现全行业雷电信息资源共享,组织开展雷电监测与预警预报业务,增强国家防雷减灾总体能力,这是全面贯彻落实科学发展观,中国气象事业发展战略研究成果和全国气象科技大会精神的具体举措. 近些年来,一些省市气象部门陆续建立了云-地闪监测定位局域网,全国各省市气象部门也都成立了专门的雷电防护业务机构,形成了一支专业雷电防护队伍,为我国气象事业和雷电防护事业的发展做出了重要贡献.但总体而言,气象部门在雷电监测,预警预报,研究,防护等方面工作还应继续加强,通过研究型雷电业务体制的建立,为雷电防护事业提供科研和技术支撑,使气象部门在雷电基础理论,雷电监测预警预报,防护技术服务工作中发挥出应有的主导作用,这也是促进气象综合防灾减灾事业持续,健康发展的重要保障. (2) 国家公共安全的需求 雷电作为自然界中影响人类活动的严重灾害之一,不仅造成了人员伤亡,也给我国航空航天,国防,通讯,计算机,电子工业,化工石油,邮电,交通,森林等行业造成了严重的经济损失.据不完全统计,我国每年因雷电灾害造成的人员伤亡达上千人,财产损失上百亿元.雷电灾害已经被联合国有关部门列为"最严重的十种自然灾害之一",被中国电工委员会称为"电子时代的一大公害".随着我国社会经济的发展和现代化水平的提高,特别是由于信息技术的快速发展,雷电灾害的危害程度和造成的经济损失及社会影响越来越大.雷电灾害预警与防御问题已涉及到各行各业,加强雷电监测和雷电机理以及成灾过程的研究,进一步推动雷电监测,预报和防护技术服务和业务化,提高对雷电灾害的监测预警能力,防雷行政管理能力和防雷技术服务水平,对于提高我国雷电灾害综合防御能力是非常必要的,是政府履行社会管理和公共服务职能的重要工作,也是满足国家公共安全对防雷减灾需求的重要内容. (3) 防雷减灾事业可持续发展的需求 防雷减灾事业是气象事业的一个重要服务领域.随着我国经济的快速增长和雷电灾害造成的经济损失的增大,防雷减灾事业为社会公共安全,保护国家和人民生命财产安全做出了很大的贡献,国家越来越重视防雷减灾工作及其未来的发展.防雷减灾事业未来的发展必须紧密结合国家需求和国际科技发展趋势,建立和发展研究型业务体制,从根本上解决科研与业务脱节的问题,促进科研成果向业务服务转化,培养造就既懂科研又懂业务的复合型人才.我国目前从事雷电研究的机构主要是中国科学院,中国气象科学研究院和少数几个大学,研究力量薄弱,且各研究机构间缺乏有机联合.因此,中国气象局应牵头组织和联合我国雷电科研力量,形成国家级研究型业务体系,以科研为支撑,全面开展雷电科研,业务和培训工作,全面提升我国雷电研究和业务服务的整体能力. (三)趋势 进入21世纪,国家经济与社会发展,对雷电灾害的监测,预警和防御的科学技术提出了更高,更广泛的需求. (1)雷电监测的发展方向.二十世纪八十年代以来,随着数据采集技术的发展,如GPS技术和高速大容量数据处理技术等,雷电测量设备采用高时空分辨率探测技术,使对微秒,亚微秒的雷电过程研究成为可能.因此,在雷电探测方面,采用时差法和磁向法相结合的技术,利用更快的微处理存贮,以及GPS 和数字处理技术DSP等,实现实时提供给用户精确到回击的云-地闪电定位结果及相关参数,这将是雷电探测的重要发展方向.雷电监测网将采用广域网络的定位工作方式,使不同国家和地区的雷电监测网,通过互联网,实现实时的全球雷电定位数据. 在地面上监测全球的雷电有很多局限性,而在卫星上装载光学仪器能有效探测全球的雷电活动.星载VHF接收机和雷电光学观测系统,通过VHF和光信号的相关分析可提高从卫星上识别雷电的能力,这将是天基雷电探测的进一步发展方向.地球静止轨道卫星平台的闪电探测,具有覆盖范围广,观测频次多,时间分辨率高,定位精度准,探测效率高等优势,尤其是具备对闪电进行实时监测,跟踪和预警的功能,被认为是闪电探测最有效的手段.同时,OTD和LIS至今十多年的星载实践表明,光学成像技术,是有效可靠的卫星闪电探测技术,能够对各种闪电信号进行高效率的探测.因此,静止轨道卫星光学闪电成像仪,是世界各国卫星闪电探测发展的共同趋势. 美国在1980年代末制订了地球静止轨道卫星闪电成像仪的发展规划,OTD和LIS的成功星载,为地球静止轨道闪电探测仪的研制作好了技术和经验上的准备.美国静止轨道卫星闪电成像仪GLM,原本计划在2003年前后由GOES-R卫星携带上天.但是,由于某种尚未公开的原因,该发射计划被推迟到2012年前后实施.FY-4卫星闪电成像仪,是我国第一次研制和星载的卫星闪电成像仪,计划在2010年前后发射上天.我国的FY-4卫星闪电成像仪,是继美国之后世界上第二个静止轨道闪电成像仪,跨越了诸多中间环节和技术准备,直接瞄准当今世界闪电探测的最高水平,一旦上天后能够正常工作,必将在卫星闪电探测领域产生重要而深远的影响.此外,欧洲气象卫星组织EUMETSAT,也在2002年提出了发展地球静止轨道卫星闪电成像仪的设想. 发展地球静止轨道卫星闪电成像仪,不是为了取代地基闪电观测网,而是为了弥补地基观测网络的不足,提供某些地基目前无法观测的数据,进一步改进提高闪电探测和预警预报能力,丰富和完善区域和全球无缝隙闪电观测数据库. (2)雷电的预警预报发展方向.虽然人们通过研究找到了各种雷电天气和雷电临近预警的指标,但没有一个指标能够在各种情况下都提供非常好的预报效果.因此利用各种气象观测资料,结合数值预报模式产品,开展雷电天气潜势预报是一重要发展方向.而由于不同传感器的观测资料在雷暴探测中具有互补性,利用不同探测资料综合开展雷电预警预报将是重要的发展方面,如美国的研究发现当只用雷达资料或只用闪电资料时,预报准确率为74%,而采用综合资料时的预报准确率为85%.美国(NCAR)的雷暴自动临近预报系统的0～3h降水与雷电预报算法中都考虑了多种资料的综合应用.因此,依据对雷暴发生发展过程中不同物理量的变化规律的认识,充分利用卫星和雷达,雷电定位等探测资料,寻找多个预警指标以及不同方法之间的有效组合,才能建立更加有效的雷电临近预报方法. (3)雷电防护的发展方向.美国,欧洲各国对雷电的防护意识比较高,尽管在一些地区雷电的发生几率并不高,但一般人们都注意雷电灾害的防护,特别是一些重要设施,高技术领域和一些古建筑等.同时注重雷电防护产品和技术标准的规范化,以及新技术新产品的研发.有些公司与科研,院校开展了广泛,深入的实质性的合作,共建测试实验室,实现了资源共享,优势互补,互利互惠.随着信息技术的快速发展,各国十分注重在信息网络保护方面的防雷技术和产品的开发,而且对短路设计和防护有很好的产品和研究.防雷标准除采用国际标准外,还制定了各自的国家标准,各国对防雷技术研究从产品设计规划到试验测试直到投放市场都严格遵守国际标准.由于雷电发生的独特性,在雷电防护工作中注重产品安装技术和规范,防雷设备的安装尤为重要,安装不好,不仅不能起到防护的作用,而且还会造成被保护设备的损坏,因此,雷电防护技术和产品以及设备的安装和定期检测标准和规范的科学制定是雷电防护方面未来的发展趋势. (4)雷电研究的发展方向.自20世纪80年代以来,由于高新技术发展对雷电防护提出了越来越高的要求以及GPS技术和高速大容量数据采集技术的发展,促进了雷电研究的快速发展.利用雷电探测资料,结合其它如雷达,卫星以及其它气象观测资料,研究雷暴起电机制,雷暴电荷结构以及与微物理和动力过程的相关性等将为雷电活动的发生发展演变规律的认识具有重要意义,也将为雷电预警预报技术和方法的研究提供科学依据,因此这将是雷电研究的重要发展方向. (四)存在的主要问题和差距 (1) 全国雷电监测系统尚未建立,综合探测手段及资料积累和应用相对落后 尽管我国部分省(区,市)气象局,电力,航空航天等部门已建立了各自的雷电监测系统,并进行了初步应用,但各部门都是根据本部门的需求进行布网,缺乏全国规划布局.受管理体制所限,各部门之间缺乏协调统一的管理,导致雷电监测设备型号种类各异,站点布局不尽合理,组网方式各异,影响了雷电监测网整体功能和效益的发挥.雷电监测数据资源共享不充分,投资效益水平偏低.各部门间缺乏统一协调的共享机制,没有从整体组网和资源共享的角度进行雷电监测系统的建设,造成雷电探测规范标准不统一,数据资料格式不一致,资料无法统一处理,使有限资源难以充分共享利用,同时对已建立的雷电监测网,目前还没有与之相应的技术管理和业务保障体系,雷电设备的维修,维护以及标定等能力建设相对滞后,影响了现有监测网建设效益的充分发挥.因此,与美国等发达国家的技术和应用水平相比仍有较大差距,与我国近年来飞速发展的国民经济和社会发展的需求还不相适应,远不能达到中国气象事业发展战略的要求.我国的雷电监测网建设还处于初步发展阶段,总体水平还不高,没有区域组网,全国雷电监测网还没有形成,现有雷电监测网的建设规模和监测预报雷电灾害的能力与全面建设小康社会的需求存在明显的差距.同时由于全球变暖导致暴雨,冰雹,雷暴等极端天气事件频发,现有的雷电监测网和应用技术水平还不能对与雷电活动密切相关的灾害性天气进行科学监测和预警,也影响着各地经济的发展和人民生活水平的提高. (2) 缺乏国家级雷电预警预报机构和产品,业务系统亟待建设和发展 虽然我国气象现代化建设中已经安装了多普勒雷达,SAFIR干涉仪,地闪定位仪等探测设备,但这些资料在雷电临近预报方面的应用研究工作还较少,如何有效地利用这些探测资料进行客观的雷电临近预报方法方面的研究是当前迫切需要开展的.特别是由于国家级雷电业务机构尚未建立,全国雷电监测网尚未形成,难以有组织地系统开展雷电预警预报技术研发,因此雷电业务应用平台建设滞后,相关的应用软件的发展更是滞后,缺少成熟的可用于业务的雷电预警预报技术研究,可供预警预报服务实际使用的业务产品单一.同时我国在经费的投入,综合探测手段的应用,资料的积累及研究队伍的建设等方面都远落后于发达国家,在高时间分辨率雷电探测,雷暴探空(电场和常规气象要素),卫星雷电探测,多参数雷达的同步观测,以及综合资料的获取和应用方面差距很大,这严重影响了雷电预警预报技术和方法的研究和产品的开发. (3) 尚未形成与我国国情相适应的,有特色的研究型业务机制 目前我国雷电监测手段研发能力不强,在高时间分辨率雷电探测及综合资料的获取和应用方面与发达国家差距很大,缺乏具有自主知识产权的核心技术和适应各种不同需求的雷电防护产品,没有形成与我国国情相适应的,有特色的雷电研发体系,国内至今尚未组织雷电与相关学科联合的大型观测试验,对雷电的研究及其应用技术的开发没有形成规模.研究经费的投入与发达国家相比也相差甚远,我国雷电研究经费的投入主要是国家自然科学基金委和中国科学院,相应的研究也主要集中在基础研究和应用基础方面,防护技术方面的研究投入较少.另一方面,我国地域辽阔,雷暴和雷电现象复杂且与地域特征密切相关,而雷电研究又起步较晚,特别是现代防雷技术正处于发展时期,许多科学和技术问题有待进一步解决.因此,应进一步加强对雷电发生,发展物理过程和机理的研究,开展雷电基础理论,雷电成灾过程的理论与实验研究,为雷电探测和防护提供理论基础. (4) 从事雷电防护工作的人员专业素质有待进一步提高 雷电监测和防护业务又是涉及多学科的工作,对从业人员的专业知识要求较高,虽然气象部门有一支专业队伍从事防雷减灾工作,尽管防护技术已与国际接轨,但对雷电物理的认识有待进一步提高,缺乏高素质的从事雷电基础理论研究的人才,从事雷电基础研究的力量也明显不足,与我国经济社会发展日益增长的雷电业务需求不相适应. (5) 防雷标准化工作统一协调不够,缺乏自主知识产权和创新 标准是一种基准,它给人们提供一个事物判别的准则,质量测量的依据,而标准的制定是基于坚实的科学理论和大量的技术试验,标准的目的在于帮助和服务于社会,帮助人们安全的生活而减少或降低危险.实践证明,按照一定标准进行雷电防护能大大减少雷击所产生的危害.目前我国国家雷电防护标准主要依据国际电工委员会的标准制定,由于雷电防护自身固有的多样性,复杂性等特点,以及缺乏系统的国家雷电防护技术标准体系,而不同行业根据自身特点制定了多种行业标准,国家标准与行业标准和相关行业之间项目交叉重复,各标准的协同性不够,技术要求不统一,名词定义不准确或不明确,从而造成我国雷电防护标准混乱,甚至在不同的技术规范中还出现了相互矛盾的情况,给用户和生产企业带来不应有的损失,严重影响了标准的实施.此外,由于历史原因,我国防雷标准化工作没有按照《标准化法》的规定由作为防雷主管部门的气象部门来主管,致使标准化工作与管理工作脱节.因此亟需结合我国实际情况建立雷电防护标准体系,并与国际标准体系接轨. 二,设计原则 (一)指导思想 坚持以邓小平理论和"三个代表"重要思想为指导,牢固树立和落实科学发展观,面向国家需求,面向世界科技发展前沿,全面贯彻"三气象"理念,深入实施"三大战略",面向全国,面向行业,创新体制和机制,优化资源配置,促进科研与业务紧密结合,建立研究型,开放式雷电业务技术体制,切实加强雷电业务能力和防雷行政管理职能,充分发挥雷电业务在经济社会发展,国家安全和可持续发展中的重要作用. (二)基本原则 以《中国气象局业务技术体制改革总体方案》和全国气象科学技术大会精神为指导,从雷电灾害防御的国家需求出发,按照"实事求是,深入研究,突出发展"的指导方针,确定如下基本原则: (1) 面向全国,面向行业 按照中国气象局业务技术体制改革总体方案确定的基本原则和有关雷电业务的定位,以迅速建立全国雷电业务体系为主要目标,正确处理好国家,省及部门内外(全行业)不同层面之间的关系,把握好改革发展的大局. (2) 立足当前,着眼长远 处理好当前和长远的关系,瞄准改革发展的方向,注重协调发展.既要立足当前,着力解决雷电业务技术体制中存在的瓶颈问题;又要着眼长远,致力于构建研究型业务技术体制的长效机制,致力于不断出科技成果,出业务产品,出专门人才,出服务效益. (3) 需求牵引,科研与业务相结合 坚持雷电业务发展依靠科技创新,坚持科研面向业务,服务于业务并引领雷电业务发展的导向,为雷电业务的发展提供坚实的科技支撑. (4) 科技创新与人才培养并重 通过雷电业务的开展和科技创新,培养和造就一批懂业务,技术,研发的高素质人才. (三)总体目标 《中国气象局业务技术体制改革总体方案》提出雷电业务包括雷电监测,预警预报,检测与防护技术服务,研究开发和管理协调等.改革重点是:依法加强雷电有关管理工作;建立国家级雷电业务体系,加强国家级队伍建设,提高雷电预报,防护技术开发和指导能力;加强省级雷电业务建设,促进省级雷电业务,科研和服务有机结合,逐步形成由雷电监测,预警预报,研究与技术开发,防雷检测与防护技术服务组成的业务体系;明确雷电业务分工,雷电天气的预警预报由各级气象台站承担,其它业务和科技服务工作由相应的雷电业务机构承担.雷电业务实行国家,省,地,县四级布局. (1) 近期目标 到2008年,初步完成全国云-地闪监测网的整合与建设,形成雷电监测,预警预报和雷电防护业务体系,建成研究型国家级雷电业务服务综合系统,完成全国雷电监测及其资料的共享和应用开发,实现雷电的超短时预警预报和雷电监测预警的业务化;开展面向业务的雷电研究,以科技创新增强雷电业务的科技内涵,雷电标准化工作取得实质进展,防雷法规标准体系基本建成;实现全国雷电监测,预警预报,服务等业务的技术指导和科技人员的专业培训. (2) 远期目标 到2010年,经过深入的实验和理论研究,在雷电监测预警,预报和防护方面形成成熟的科研型业务体系,逐步实现基于国内外气象卫星为平台的天基雷电监测,在雷电监测和探测手段以及防护技术方面开发出具有自主知识产权的产品,.组织开展并推进雷电预警预报业务和雷电防护技术服务工作,不断提高中国雷电领域的科技创新能力和业务技术开发,服务能力,为相关应用领域提供有坚实科学基础的技术,咨询服务,逐步成为有显著特色研究型雷电业务体系. 三,系统功能和结构 (一)系统总体功能和结构 雷电业务内容多,涉及面广,既有雷电监测,预警预报,雷电防护又有科学研究和技术开发等.因此,雷电业务技术体制应将雷电各项业务工作有机地结合起来,建立雷电监测,科研,服务等综合运行大平台,形成以雷电监测为基础,雷电科研为支撑,雷电预警预报,防护技术开发与服务为主要内容的技术体制.雷电业务技术体制采用先进的雷电监测技术,方法和观测设备,通过有效整合全国各种资源,逐步构建我国雷电网络化观测体系;建立雷电监测数据共享平台,结合雷达观测以及数值模式研究,开发雷电预警预报应用系统,加强雷电科学研究与科研成果转化,形成一支一岗多责的科研,业务,服务队伍,为雷电监测和防护业务运行提供科学与技术服务技撑,制定有关业务规则和标准,提高雷电业务从业队伍素质. 图1. 雷电业务功能结构示意图 (二)地基监测 雷电监测业务主要针对云-地闪,重点区域云闪和地面大气电场以及雷电特征进行综合观测.雷电监测业务技术体制的实施首先应以加强建设,加快发展为原则,整合,建立全国雷电监测网,完成国家级和省级数据收集处理中心及相应的通信系统的建设,实现雷电监测产品的全国共享,加快发展具有自主知识产权的雷电资料综合应用软件,推动国家雷电监测预警与服务业务和雷电信息的广泛应用;完成国家级雷电业务机构和广州等野外雷电试验基地以及移动监测平台的建设;发展对雷电活动的卫星观测,以提高我国雷电监测,预警预报水平和雷电灾害的防御能力. (1) 雷电监测业务内容 全国雷电监测业务由雷电监测系统,信息传输系统组成.雷电监测系统,包括全国闪电定位站网,地面大气电场,雷电电流,土壤电阻率,雷电光学特征,电磁场辐射特征等观测站点以及野外雷电试验基地;信息传输系统,包括闪电定位和雷电特征综合观测资料的收集,处理和产品分发的数据传输. 雷电监测业务系统将建立在业务化的雷电定位系统基础上,以全国气象信息传输系统实现全国雷电监测资料的实时传输. ①雷电监测系统 主要包括327个低频闪电定位站雷电监测网,10个重点区域的高频雷电监测站网和100个电场仪组成的监测网,野外雷电试验基地,固定或流动的雷电特征综合观测站点等. 雷电监测网系统主要承担雷电监测数据采集的功能.在全国范围内开展对雷电过程较全面的监测,部分地区还进行云闪监测,保证不同的区域范围均能得到高精度,高效率的雷电监测数据. a. VLF-LF雷电探测 VLF-LF雷电定位系统主要以监测地闪活动为主,兼顾云闪.定位方法采用磁向法和时差法联合定位技术,即每个探测子站既探测地闪各次回击发生的方位角,又测定回击电磁脉冲到达的精确时间,并估测其它放电参数,通过组网方式确定监测区域的雷电分布活动. b. VHF雷电探测 VHF雷电探测系统主要以监测云闪活动为主,通过组网以及与地闪的监测技术的相互结合和集成来实现.定位方法可以采用干涉法或时间差法等,具有测定云闪的能力,其软件产品可提供云闪发生过程的三维图像. c.地面大气电场 地面大气电场测量主要采用可连续测量地面大气中的电场强度和极性,并可测量带电物体及带电环境的静电场强度的大气电场仪,在雷暴发生发展过程中它可通过测量雷暴云在地面产生的电场强度来监测雷暴活动及其演变,在雷暴和雷电监测以及雷电的临近预警业务中具有重要作用. d.雷电流测量 雷电流测量主要获取地闪的电流大小,波形,为雷电防护标准建立,防雷设计和地闪定位系统性能检测提供技术参数. e.雷电摄像监测 雷电摄像监测主要获取雷电放电的光学特征和雷电通道的发生发展过程,并结合雷电流和辐射场的测量,开展雷电特征参量的综合观测,并作为雷电定位系统探测性能检验和评估的依据. f.土壤电阻率监测 土壤电阻率变化情况的测量,主要通过20cm深度土壤电阻率变化值的测量,取得不同天气,不同土壤干湿度情况下的土壤电阻率的变化数据,为防雷设计,雷电灾害评估提供可靠依据. ②信息传输系统 可划分为雷电资料的收集和传输,数据库的管理和应用,业务监控和雷电服务产品分发四个功能子系统. a.雷电资料的收集和传输系统主要完成雷电资料,地面大气电场,雷电放电特征,土壤电阻率等资料的收集和传输; b.数据库管理和应用系统从雷电资料的收集和传输子系统获取各种雷电资料和产品数据,并按业务的需求对这些数据进行组织和管理,为其它系统提供各种数据服务; c.雷电探测资料服务产品分发系统从数据库管理和应用系统获取服务产品,为服务对象提供所需服务. d.业务监控系统负责收集其它系统的运行状态及有关信息,根据业务需要,进行管理和业务监控. ③雷电监测产品 a.全国和区域雷电时空分布信息产品 b.卫星监测雷电时空分布信息产品 c.雷电历史资料特征分析产品 d.雷电监测资料与雷达,卫星资料等叠加形成的监测分析产品 e.对不同天气过程的雷电监测情况的总结和分析形成的雷电监测报告 f. 以快报的形式对重大灾害性天气过程雷电监测分析快报 (2) 地基雷电监测网的建设原则 ①科学依据:以全国雷电灾害的历史发展频次为布局建设的基本依据 ②全国雷电监测系统的建设应以系统建设为中心,注重中央与地方,行业部门之间的协作,硬件与软件,上行与下达的有机结合; ③本着统筹规划,避免重复建设的原则,针对雷电观测的需求和全国现有探测站布网的条件,新建或改建雷电监测站点和资料处理中心. ④针对雷电观测的特点,优先考虑雷电实验室和雷电野外试验基地的基础设施条件的建设; ⑤采用先进,成熟的雷电探测技术,保障系统的探测精度,自动化程度和可靠性,并充分利用具有我国自主知识产权的先进技术; ⑥坚持标准化,规范化的原则,在满足设备正常运行保障需求的前提下,提高系统性能价格比. ⑦充分重视应用软件的开发与研究,以及空基和地基雷电定位数据,雷电特征观测的综合分析,实现资料共享; ⑧充分考虑雷电探测站点,特别是边远地区其通信,场地和其它基本设施条件,确保通信传输的时效性与稳定性,以及系统探测的可靠性. (3) 技术政策 全国雷电监测站网布局要从全局和长远考虑,统筹规划,为国内开展雷电预警的应用与研究提供基础资料; 根据业务和服务需求,按照不同地区的天气气候特点及雷电灾害情况,在全国范围内进行非均匀布点,按需布站,在重点地区加强监测; 全国雷电监测网由国家级雷电资料处理中心,省级雷电资料处理分中心,探测子站三级构成; 在全国范围内布设地闪探测站,在经济发达,人口稠密,雷电灾害频繁和有特殊需求的地区,结合中小尺度天气监测系统布设云闪,大气电场探测站; 探测子站按网状布设,子站之间距离为100-200 km; 探测子站的布点,应综合考虑电力供应,通信条件,场地环境和人员维护等方面的要求,优先考虑在现有气象台站布设; 根据全国各地域雷电分布的特征,以及其他雷暴天气探测设备的条件,进行全国雷电野外观测基地的选择. 图2. 国家级雷电资料处理分析平台 图3 全国云闪探测子站布局规划示意图 图4 全国地闪探测子站布局规划示意图 (三)天基雷电监测 规划中的FY-4卫星闪电成像仪,将采用两个400×400面阵CCD,覆盖面积大约32006400km,探测效率90%以上,虚警率小于10%,定位精度4-5km,强度探测精度优于10%.因此,FY-4卫星闪电成像仪将具备对中国陆地和海洋大部分区域,包括云闪,云间闪和云地闪在内的总闪进行连续不间断的观测能力.在必要时,可以选择区域进行加密观测,实现对强对流天气的跟踪,预警和预报.闪电成像产品将具有5分钟以内的时效性,满足军事气象和航空安全保障等重要应用领域对时效性的要求. (四)雷电预警(0-2小时) (1)雷电预警产品 利用雷电监测资料,配以多参数雷达及卫星遥感数据,以及常规气象探测等手段,建立雷电诊断分析方法,发展雷电预警方法和技术,给出0-2小时雷电活动发生概率预警,重点区域雷电危险度等级预警,以及雷电活动区域移动趋势预警以及雷电发生概率的精细化落区和专业预警产品. (2)雷电预警系统 通过雷电监测网和数据通信网实时获取雷电观测数据,结合雷达,降水,卫星等其他观测资料和数值模拟手段,开发雷电预警预报业务系统,建立统一,实用的综合雷电信息和预警服务共享平台,开展雷电预警业务试验,为全社会提供雷电预警预报服务. (3)雷电预警业务平台 根据所建立的雷电预警预报方法,在地理信息系统的平台上,进行雷电预警预报业务应用系统的开发;开展雷电预警预报业务的外场运行试验,结合不同部门,不同行业的需求,针对包括全国输电线路,航空航天发射基地,森林覆盖区,易燃易爆区,国家重点工程,重点区域,重要的运动场所等信息,形成雷电预警预报业务服务平台,编辑形成不同形式的雷电预警结论,利用中国气象局保障服务系统,实现雷电预警预报服务. (五)雷电预报 (1)雷电天气潜势预报 利用历史资料建立我国不同地区雷电易发天气形势背景类型库,寻找造成雷电天气的各种敏感因子,分析天气实况并利用具有业务化能力的中尺度数值模式产品,建立雷电天气潜势预报方法.以3-6小时的间隔,给出未来0-12小时内雷电天气落区预报;6小时间隔,未来0-12小时雷电天气出现概率的预报. (2)雷电活动预报 利用全国雷电监测网数据资料,分析雷电活动发生规律特征与地形地貌,大气环流等因素的依赖关系,根据我国雷电活动时空分布规律特征,建立雷电活动预报综合方法,在此基础上经过地域化改进形成雷电活动预报方法,给出0-12小时雷电活动强度概率预报. (3)雷电数值模式预报 通过建立基于中尺度模式嵌套的雷电预报模式,其中包含起电,放电物理过程参数化等,逐步确立数值模式和各种统计,经验模式相结合的综合雷电预报方法,发展雷电数值预报产品,在落时,落区和雷电活动等级预报准确性上达到一般应用要求,逐步建立完善的雷电数值预报模式. (六)雷电防护 ①雷电灾害调查鉴定及统计上报 各级雷电业务机构应建立和完善雷电灾害调查鉴定制度,负责本地区的雷电灾害调查鉴定工作.具体有: a.收集整理各区域雷电灾害调查资料,建立雷电灾害数据库,提供给社会共享. b.分析研究雷电灾害发生原因,并形成技术报告. c.对重大雷电灾害事故进行现场调查,勘察和技术鉴定. d.分类,统计雷电灾害情况,汇编年度雷电灾害实例,并上报气象主管机构. ②雷击风险评估 利用雷电监测资料和相关气象观测资料,结合各地雷电气候状况,防雷安全装置现状,做好本地雷击灾害区划,并对大型建设工程,重点工程,爆炸危险环境等建设项目进行雷击风险评估,确保公共安全. ③防雷装置检测 通过开展防雷装置检测服务,对防雷装置实施动态跟踪,确保防雷装置的有效性,避免或减少因雷击灾害给国家和人民生命财产安全而造成损失.包括:一是对新建,扩建,改建的建(构)筑物和其他设施的防雷装置进行跟踪和验收检测;二是对已投入使用的防雷装置实施定期检测. ④防雷工程设计技术评价 根据国家和行业标准及规范要求,对建设单位提交的防雷装置设计图纸进行技术审查,提出防雷装置设计是否符合防雷技术标准与规范的技术评价意见,从源头把好防雷安全质量关. ⑤防雷产品测试 经国务院气象主管机构授权,国家计量认证许可,按照国家和行业有关标准规范,面向社会开展防雷产品测试工作,为防雷产品市场的规范,有序发展提供技术支撑. ⑥防雷工程设计,施工 按照有关法规规定,成立防雷工程公司并取得防雷工程设计与施工资质,不断提高防雷工程专业化,规范化程度,增强市场竞争能力. ⑦其他 面向社会开展防雷技术咨询等其他技术服务. (七)服务 雷电业务服务的形式主要包括政府决策服务,公众服务,专业服务和科技服务四种形式.服务渠道主要依托中国气象局现有的成熟服务渠道,包括网络,电视,报纸,电话等媒介和有关决策服务渠道. (1)决策服务 根据雷电灾害调查和统计分析,及时提供雷电灾害时空分布特征和灾害影响评估决策服务报告;针对重大雷电灾害事件的发生,将雷电监测,预警预报和防护技术服务等综合分析报告,提供决策服务. (2)公众服务 将各类雷电监测,预警预报产品,制作成纸质,多媒体等多种形式的服务产品,通过短信,电话,电视,报纸,网页等渠道提供给相关用户或者公众.对重大雷电灾害事件的影响和效应进行评估,对公众提供咨询与专家技术支持服务,开展雷电防护方法和措施的科普服务. (3)专业服务 建立专业雷电业务服务系统,开发适应不同行业和部门需求,内容丰富的雷电信息产品,为森林防火,电力,交通,航空航天,国防与军事,石油等应用部门提供高质量,高时空分辨率的雷电专业应用产品,提供专业雷电预警,灾害等级的科学评估和分析报告,为国民经济建设服务.针对不同的用户,设计不同的服务内容和产品形式,服务渠道.服务渠道为网络,邮件,电话,短信等. (4)科技服务 基于雷电监测,预警预报和科学研究,面向社会开展防雷装置检测,防雷工程设计与施工,防雷工程设计技术评价,雷击风险评估,防雷产品测试等科技服务,满足社会对雷电灾害防御的需求. (八)信息与技术保障 (1) 雷电监测和预警预报业务系统的信息保障 ①雷电资料存储查询系统的保障.包括高性能服务器,数据存储设备和高速存域网.存储检索系统的内部以高速局域网络为中心进行连接,其外部主要与高速局域网相连.高性能服务器主要用于数据处理,数据库管理,存储管理,网络管理和应用服务,同时也是数据服务平台之一.服务器采用的是一组高性能服务器集群,它不仅要与高速局域网相连,同时还要与局域网连接.数据存储设备包括磁盘系统和自动磁带库系统,在存储介质上还包括脱机磁带等. ②雷电资料处理系统的保障.该系统由高性能的计算机子系统和以及闪电定位处理,雷电数据综合查询分析和预警预报算法等系统组成.省级系统采用中小规模的高性能的计算机系统处理本省和临近省部分的雷电观测资料;为能够处理收集到国家雷达数据资料中心的全国雷达资料,国家级系统需采用较大规模的高性能计算机系统. ③雷电监测资料共享和预警服务系统的保障.该系统将为不同的用户以不同方式提供雷电资料及其预警产品的共享服务.根据公众安全,政府决策以及各行业的需要,及时分发雷电信息给不同的用户,这将需要提供具备安全控制的专线接口,通过专门资料分发系统向用户分发或由用户自行下载其所需要的雷电信息.对于科研等其它非实时用户,将通过INTERNET相连,以WEB和FTP方式提供雷电信息共享服务.为专线接入的共享服务子系统将由两台服务器和一组共享的磁盘阵列构成的高可用系统加上系统软件与共享服务应用系统组成,支持进程控制分发或调用,以及WEB和FTP方式的即时访问下载,由防火墙和专线接入设备构成安全控制系统以保障用户和系统的安全.通过INTERNET相连的共享服务子系统由两台服务器和一组共享的磁盘阵列构成的高可用系统加上系统软件与共享服务应用系统组成,支持WEB和FTP方式的访问下载,由防火墙和专线接入设备构成安全控制系统以保障共享服务系统的安全.为保证雷电资料共享服务子系统效率与专线接入用户安全,上述两类共享服务子系统物理上各自独立. (2) 雷电监测和预警预报服务业务的技术保障 ①国家级雷电监控系统:建立全国雷电观测站网监控系统,及时掌握多种雷电监测站网和探测设备运行状况,满足全国雷电观测站运行状态的信息收集,分析,处理,反馈,分发,质量控制及相关技术服务,保障雷电监测系统的正常业务运行; ②国家级雷电监测系统探测性能的评估.定期开展雷电探测数据探测效率,探测精度,以及各种探测设备的可靠性稳定性评估; ③备件及储备库:统一编制雷电探测设备备件购置计划,按三级备件分类,分批统筹分发;制定采购,储运,供应,质量检验和出入库登记等管理制度;及时上报备件使用报表;通过监控中心动态跟踪,统计与分析雷电探测站备件使用,储备情况,及时补充消耗器材等. (九)科学研究与技术开发 (1)科学研究 ①雷电基础理论研究 雷电灾害是雷电的强大电磁场和电流与物体相互作用的物理过程和效应,如云地闪电的接地过程和效应,云间闪电与航空器相互作用和效应,这些研究工作是防雷新方法和新技术研发的理论基础.因此围绕雷电发生,雷击过程及其防护等基础理论开展研究;利用高塔和人工引雷技术以及多种先进的观测设备,对自然雷电和人工引发雷电产生的电,磁,光及其衍生物进行深入的观测研究,为雷电防护新方法和新技术的发展以及雷电防护标准体系的研究,建立提供可靠的实验依据和理论基础;开展电磁兼容研究,为雷电电磁脉冲干扰的防护提供科学依据和科技支撑. ②雷电预警预报方法研究 雷电作为对流性天气所产生的主要灾害之一,由于其成灾迅速而给其研究,预报和防治带来了极大的困难.同时,雷暴作为雷电的产生源常引起冰雹,暴雨等突发性天气灾害.本研究方向将利用雷电探测系统,结合雷达,地面气象观测系统,开展雷电预警预报方法研究;研究强风暴的动力,微物理和电特征,及它们之间的相互作用过程和耦合机制;研究强风暴系统与雷电活动的发展演变规律,从雷电的角度研究强对流风暴的冰雹,大风等局地气象灾害临近预报方法和技术,为提高大城市和重大工程的灾害天气过程的超短时定点预报服务水平奠定基础. ③雷电数值预报模式研究 尽管目前各种雷电监测,定位系统得到广泛应用,但雷电的发生是雷暴云中电荷累积的结果,只有当雷暴云中电荷积累到一定程度达到击穿电场强度之后闪电才开始发生,雷电定位和监测系统也才能对其进行监测.因此对雷电进行超短时预报,必须研究在雷暴云发生首次闪电之前的强电荷活动中心的发生发展演变特征,这一期间雷暴电活动的监测对雷电的超短时预报更为重要,它是闪电产生的前奏,如果能准确了解首次闪电发生之前雷暴云的电活动状况,将可以大大提前预报闪电的发生.将利用三维雷暴动力-电模式与数值预报模式的耦合,选择合适的时空格距,在数值预报提供的背景场中,选择预报区触发雷暴动力-电模式,并结合地面大气电场观测网的观测,研究雷电和灾害性天气过程的发生发展演变过程,对雷电的发生进行短时预报,提供可用于实际业务的预报模式. (2)技术开发 ① 雷电探测及其关键技术研究 自然雷电的发生具有很大的随机性和瞬时性.要通过对雷电放电时空演变特征,复杂的形态的认识,揭示闪电放电的发生发展过程,并在此基础上研究,发展雷电探测的新方法和新技术,提高雷电监测技术水平,为雷电和灾害性天气过程的预报提供可靠的实验基础. ②雷电防护关键技术研究 针对我国雷电防护工作中的实际问题,在雷电放电特征观测的基础上,利用雷电野外试验基地和人工引发雷电技术,以及雷电防护装置和产品测试中心等条件,开展雷电防护关键技术研究,开发雷电防护新技术和新方法. 雷电科学研究与技术开发应以中国气象局雷电预警与防护中心为主体,联合各省级雷电业务机构,利用北京雷电防护装置测试中心,上海雷电防护产品检测中心以及广州野外雷电试验基地,建立气象部门的雷电研发体系;同时注重与国内科研院所,企业开展广泛合作,共同建立全国雷电研究体系;要根据我国雷电发生特点和地理特征,研究雷电监测和防护的关键技术问题,为雷电业务提供科技支撑,增强雷电业务的科技含量,保障雷电业务的可持续发展. (十)教育培训 鉴于雷电监测,预警和技术服务及管理业务的需求,以及目前雷电业务从业人员专业知识水平和业务技能不高的实际情况,需要有计划,有组织,有重点地对雷电业务人员进行教育培训,使之掌握雷电基础知识,熟悉雷电监测设备性能,掌握操作,维护,故障判断的方法,熟知观测规范或操作规程,规章制度,掌握雷电防护技术规范和雷电预警预报技术方法,以及防雷管理法规,政策和依法行政知识等. (1) 培训目标 培训的对象包括国家和省,地,县从事雷电监测,预警预报,信息传输,加工应用,技术保障和防护技术服务,以及社会上从事防雷工程设计与施工的专业技术人员.通过培训,使从业人员按工作岗位的不同要求了解雷电业务系统的运行,掌握雷电监测设备的基本结构和探测原理,熟练操作,维护设备和使用软件,具备闪电信息综合应用和预警技术方法,掌握雷电防护技术及标准规范,掌握防雷管理法规政策和工作程序,确保雷电业务的正常运行. (2) 培训方法和内容 邀请从事雷电研究,应用和管理方面的专家,编制全国雷电监测,预警系统,产品应用及防雷管理等方面的教学和培训教材,培训内容包括雷电基础知识,探测技术,预警预报技术方法,防雷装置检测技术方法,防雷工程设计,施工方法,防雷工程设计技术评价方法以及有关规章制度,标准规范和管理法规,政策等. 培训活动主要由各级气象培训中心及各有关院校具体承担,并可通过建立交互式网上远程教育,培训,咨询服务系统,提供给有雷电监测和预警机防护需要的其他部门和行业,不断拓展培训人员范围,提高全社会雷电业务从业人员的业务素质和水平. (3) 培训实施 人员培训要形成制度,雷电业务各主管部门可根据工作需要及培训需求,委托有关教育培训机构组织各种形式,不同层次的技术和管理培训班. 培训分国家级培训和省级培训两种类型.国家级培训以雷电监测,预警预报,防雷管理政策法规以及标准规范培训为主,按职责分工分别由中国气象局相关职能司组织,中国气象局培训中心具体实施.省级培训以雷电业务应用技术培训和防雷专业技术人员资格培训为主,按职责分工分别由省局有关职能处室,培训中心及省气象学会组织实施. 四,业务流程 (一)技术路线 (1) 统一规划,统一规范:根据中国气象局雷电观测业务的有关规定和全国雷电监测站网规划的建设内容,对全国雷电站网建设进行统一规划建设,并对全国闪电监测网各子站的探测资料进行统一的闪电资料文件格式,命名方法,相关规定及约定. (2) 建立国家级雷电监测业务平台,形成实时监测产品:对全国雷电监测网站的工作状态进行监控和质量控制,形成运行状态报告.通过全国站网定位技术与方法的研究,实现全国雷电的站网定位,使全国闪电探测站网的探测效率和探测精度达到《闪电定位系统功能规格需求书》的要求.利用全国范围内探测子站的探测数据,采用闪电站网定位技术,实现全国闪电实时监测,以及对全国范围内的雷电定位数据的查询功能,包括雷电定位数据的时空分布,雷电特征分析,各种雷电信息.通过专用气象业务数据通信线路-雷电探测资料通信传输业务系统,实现全国雷电监测站网数据的实时传送和雷电信息产品的服务. (3) 研发和建设国家级雷电预警预报平台,生成业务化预警预报产品:利用雷电探测资料,结合雷达,卫星以及其他气象观测资料和数值模式手段,研究雷电活动的发生发展及其演变规律,以及雷电特征与雷暴微物理和动力,降水的相关性,在此基础上,开发雷电预警预报技术和方法,实现雷电的预警预报业务化. (4) 通过试验研究提高雷电防护能力:通过雷电放电过程的观测研究,获取雷电放电特征参数,并以此为依据,建立雷电防护技术规范和标准,为雷电防护技术服务提供技术支撑.利用雷电监测资料和气象观测资料,开发雷电风险评估技术和方法;利用野外试验和室内实验研究雷电防护检测技术和方法,以及新型雷电防护装置和产品,提高雷电防护技术服务的科技含量. (二)数据与信息流程 国家级: ① 在雷电监测业务标准,规定建立的基础上,按照气象业务管理规定,根据我国雷电分布特征,合理设计和规划建立全国地闪监测网;在我国重点区域建立云闪和地面大气电场监测网以及雷电放电特征监测系统. ② 各雷电探测子站的信息及其他雷电监测信息通过全国气象业务通信系统实时传输到省级信息与技术保障机构,同时上传到国家气象信息中心. ③中国气象局雷电预警与防护中心及其相关单位实时自动从国家气象信息中心获取到雷电数据后,将雷电信息进行站网定位和质量控制,并生成全国雷电监测信息产品后,由国家气象信息中心将产品分发到国家气象中心,各省级信息与技术保障机构以及有雷电监测信息需求的其他行业和部门. ④ 由国家气象信息中心将全国雷电监测数据实时传输到大气探测技术中心,该中心对全国雷电探测系统运行状态进行实时监控. ⑤ 在未来的雷电天基监测业务开展后,国家卫星气象中心将天基雷电探测数据实时传输到国家气象信息中心,该中心再将天基雷电探测数据实时传输到中国气象局雷电预警与防护中心和国家气象中心. ⑥ 国家气象中心利用各种资料制作生成雷电天气潜势预报产品,并指导全国雷电天气预报业务的开展. ⑦ 中国气象局雷电预警与防护中心通过雷电监测网和其他监测信息共享平台实时获取雷电预警预报所需的各种资料,制作全国雷电预警(0-2小时)和预报(0-12小时)指导产品并分发到国家气象中心和各省气象台. 省级: ① 各雷电探测子站的信息及其他雷电监测信息通过全国气象业务通信系统实时传输到省级信息与技术保障机构和国家气象信息中心. ②省级信息与技术保障机构将雷电数据实时传输到省防雷中心,由该中心将雷电信息进行处理和定位,生成本省的雷电监测信息产品; ③ 接收到来自国家级的各类雷电轨道业务产品(包括全国雷电监测产品,雷电预警产品,雷电天气潜势预报产品等)后,实时传输到省级业务部门. ④省级业务单位(气象台,防雷中心等)利用雷电监测信息产品,各种基础数据以及国家级指导产品制作本省雷电监测产品,雷电预警预报和雷电天气潜势预报产品,并指导全省雷电预警预报业务的开展. 地,县级: ① 地,县雷电监测站将雷电监测信息通过全国气象业务通信系统实时传输到省级信息与技术保障机构和国家气象信息中心. ② 地(市)利用上级指导产品,订正和发布本地市的雷电天气预报和雷电预警预报产品,并做好服务工作. 图5 雷电监测和预警预报数据流程 (三) 产品定义及流程 (1) 产品定义 雷电业务产品包括雷电监测信息产品,雷电预警预报产品以及防雷技术服务产品. ①雷电监测信息产品 雷电时空分布信息产品:利用地基雷电监测系统得到的实时雷电时空分布信息产品,以及卫星监测雷电时空分布信息产品 雷电特征分析产品:包括雷电历史资料分析,以及雷电监测资料与雷达,卫星资料等叠加形成的监测分析产品 雷电监测报告和重大灾害性天气过程雷电监测快报:对天气过程的雷电监测情况的总结和分析,包括雷电时空分布演变特征及其形成原因,雷电频次,极性等特征的监测结果;重要天气过程雷电监测快报是针对产生重大灾害的天气过程,以快报的形式报告该过程的雷电监测结果以及雷电特征与灾害性天气发生发展过程的关系分析等. ②雷电天气预报产品 雷电天气潜势预报产品:3-6小时间隔,未来0-12小时内雷电天气落区预报;6小时间隔,未来0-12小时雷电天气出现概率的预报; ③雷电预警预报产品 利用雷电,雷达,卫星和探空等观测资料,并结合天气形势预报产品和雷暴云起电,放电模式的模拟结果,采用综合预报方法,生成0～2h内可能发生雷电的区域以及雷电发生概率等临近预警产品,以及0-12小时雷电活动潜势预报产品. 雷电临近预警产品 雷电活动发生概率预警产品 重点区域雷电危险度等级预警产品 以及雷电活动区域移动趋势预预警产品 专业雷电临近预警产品:雷电发生概率的精细化落区和专业预警产品. 雷电潜势预报: 雷电潜势预报: 0～12h的雷电潜势预报. 雷电模式预报产品: 区域雷电数值预报产品. ④雷电防护技术服务产品 防雷装置档案:防雷装置的安装情况; 防雷工程设计技术评价报告:对防雷装置施工图设计资料进行技术审查和评估后出示的意见; 雷击风险评估报告:利用雷电监测资料和相关气象观测资料,结合雷电气候状况,对评估对象遭受雷击的风险程度进行计算,评估的报告; 雷电灾害报告,重大雷电灾害快报:雷电灾害报告包括产生雷电灾害的雷暴过程分析,雷电灾害造成的直接和间接经济损失,人员伤亡状况以及雷电灾害形成原因等;重大雷电灾害快报是指在由于雷电造成重大经济损失和人员伤亡的灾害事件发生后,以快报的形式详细汇报灾害原因,损失状况等的总结和分析,并针对类似的灾害事故提出的有针对性的防护意见和建议等. 雷灾调查鉴定报告:通过对雷电灾害现场进行调查,勘察,分析和研究雷电灾害发生原因,并形成技术报告; 防雷装置检测报告:按照有关标准规范对防雷装置进行检测后形成的检测结论,包括防雷装置定期检测报告,防雷装置跟踪检测报告,防雷装置竣工检测报告等. 产品类型 主要内容 产品发布时间 产品格式 实现时间 雷电临近预警产品 雷电发生概率预警 每15分钟更新一次 JPG图像格式文件 2007年 重点区域雷电危险度等级预警 雷电活动区域移动趋势预警 雷电潜势预报 雷电落区及发生概率 每天8:30和20:30 文本文件 2007年 实时雷电时空分布信息产品 地基雷电监测时空分布信息 每15分钟更新一次 JPG图像格式文件 2008年 卫星监测雷电时空分布信息 每30-60分钟更新一次 2012年之后 雷电特征分析产品 历史雷电特征统计和资料分析 每15分钟更新一次 JPG图像格式文件 2008年 雷电监测资料与雷达,卫星资料等叠加形成的监测分析产品 专业雷电临近预警产品 雷电发生概率的精细化落区和专业预警产品 每15分钟更新一次 JPG图像格式文件 2009年 雷电模式预报产品 区域雷电数值预报产品 0-3小时 JPG图像格式文件 2009年 雷电监测实况 雷电监测实况的报告 不定期 文本文件 2008年 重大天气过程雷电监测快报 重大灾害性天气过程的雷电监测情况的总结和分析 不定期 文本文件 2008年 预报效果检验评估产品 不定期 文本文件 2009年 雷电监测与预警预报业务产品目录 (2) 产品流程 ①雷电监测信息产品流程 利用全国雷电监测网(包括在重点区域建立云闪监测局域网以及地面大气电场观测网和雷电特征观测点),通过气象业务传输网将雷电监测信息汇集到国家级和省级雷电资料处理分析平台,再经过资料处理和分析以及质量控制,形成各种形式的雷电监测信息产品,并通过各种方式提供给全社会. ②雷电预警预报产品流程 各级气象台在高精度雷电时空分布监测的基础上,结合雷达,探空以及卫星云图等观测资料和数值预报产品,开发雷电预警预报业务系统,经过试运行实现雷电预警预报业务化,并建立雷电预警预报业务平台,针对国家公共安全,不同地区不同行业(电力,林业,航空航天,部队)的需求,重点地区,重大活动等提供雷电天气潜势以及雷电危险等级,雷电演变和移动趋势,雷电活动强度等雷电预警预报服务产品. ③雷电防护技术服务产品流程 由各级防雷中心以雷电监测信息为基础,利用先进技术和方法,按照有关防雷法规规定及标准规范,为用户提供各种防雷技术服务产品. 雷击风险评估流程: 雷灾调查鉴定流程 防雷装置检测流程 防雷工程设计技术评价流程 (四)业务管理流程 各级气象主管机构的各有关职能机构按照职责分工,分别负责履行雷电业务的监测,预警预报,防护服务和科研的管理职责.上级雷电业务机构负责对下级雷电业务机构的业务技术指导. 雷电监测,预警预报,雷电科研,雷电防护技术服务等工作应为防雷管理机构履行好社会管理职责起到重要的技术支撑作用. 北京防雷装置测试中心和上海防雷产品测试中心是经技监部门计量认证合格,并经中国气象局授权,作为防雷产品第三方测试机构对社会提供公证数据的防雷产品测试机构,负责对我国防雷产品的市场准入进行技术把关,以保证防雷产品的质量.北京防雷装置测试中心和上海防雷产品测试中心纳入国家级雷电业务体系,并接受国家级雷电业务机构的业务指导. 五,业务分工 雷电业务体系由国家级,省级,地(市)级和县级雷电业务机构组成,以雷电监测为基础,雷电研究成果为支撑,雷电预警预报和防雷技术服务等工作为主线,上下联动,形成研究型雷电业务体系,为我国防灾减灾水平的提高做出应有的贡献. 国家,省,地和县四级雷电业务布局 名 称 国家级 省级 地(市)级 县级 雷电监测(包括资料处理,分析业务) 雷电预报预警(包括服务) 雷电科研 雷电防护技术服务 雷灾调查鉴定 雷灾收集,统计,分析及上报 雷击风险评估 防雷工程设计技术评价 防雷装置检测 注:虚线为部分开展. (一)国家级雷电业务分工(中国气象局雷电预警与防护中心) 国家级雷电业务(中国气象局雷电预警与防护中心)由中国气象科学研究院,国家气象中心,国家卫星气象中心,国家气象信息中心,国家气候中心,大气探测中心,培训中心等单位共同承担.主要业务内容包括:指导全国雷电业务的开展,承担全国雷电监测资料的收集,处理和分析,全国雷电监测网站的运行监控和数据质量控制,开展雷电基础理论和应用理论研究,雷电预警预报技术方法研究和雷电防护关键技术研究,制作和发布雷电天气潜势预报及雷电预警产品,并向各级气象台站提供相关业务指导产品等. (1)中国气象科学研究院(中国气象局雷电预警与防护中心的挂靠单位) ①负责草拟全国雷电监测站网建设的布局和规划设计技术方案,联合中国气象局大气探测中心制订雷电监测业务的相关规范和标准,承担雷电监测业务运行的技术指导. ②负责全国雷电监测资料的分析,处理及质量控制,制作全国实时雷电监测信息产品. ③承担雷电预警预报方法和技术的研究以及雷电预警预报业务系统的开发和平台建设,制作雷电预警预报指导产品.全国公众服务产品以中央气象台的名义发布,对全国的指导产品通过国家气象信息中心直接下发. ④承担全国雷电监测站网探测性能的评估和雷电预警预报产品的评估检验 ⑤负责全国雷电灾害的统计分析与评估,并提供相关服务产品. ⑥负责向中国气象局决策服务中心提供决策服务产品和材料. ⑦根据防雷管理工作需要,具体承担雷电防护技术标准的研究和制定等工作,为国家级防雷行政管理工作提供科技支撑,负责科技服务的指导和技术支持. ⑧负责开展雷电基础理论研究,雷电预报模式研发;雷电探测方法和关键技术研究,雷电防护技术研究. ⑨负责全国雷电业务的技术支持与指导 (2)国家气象中心 ①负责雷电灾情的收集和共享.以中国气象局灾情直报系统为依托,实现雷电灾情的及时收集和共享,并组织有关决策服务材料,提供给中国气象局决策服务中心. ②开展雷电天气潜势预报方法研究.依托国内外雷电天气预报方面的科研成果,基于对雷电天气与其它强对流天气发生之间的关系的分析,对我国雷电天气的发生,发展以及时空分布等特征进行分析研究,综合利用各种观测资料和数值预报产品信息,开发雷电天气潜势预报方法及业务预报系统. ③制作,发布雷电天气潜势预报产品.及时接收雷电天气监测产品,基于雷电天气潜势预报方法,逐步实现对雷电及与其相关的强对流天气的移向,移速,强度,影响范围以及持续时间等的预报,形成雷电天气潜势预报指导产品(含数值预报指导产品)并及时下发. (3)国家卫星气象中心 ①承担卫星闪电实时监测工作.组织开展FY-4卫星闪电成像仪的研制,资料接收和处理,闪电成像产品生成等工作,负责FY-4卫星闪电成像仪闪电成像产品生成系统的研制和开发,生成FY-4卫星闪电成像产品,提供实时卫星闪电监测信息服务. ②负责提供卫星强对流云团识别预警信息产品.研制开发强对流识别卫星监测预警系统,利用高频次观测的静止气象卫星和高空间分辨率的极轨卫星资料,识别追踪可能产生雷电的强对流云团,并对可能产生的闪电危害进行预警.要求在静止气象卫星定时观测后5分钟内,在极轨气象卫星过境后20分钟内生成强对流分析云图产品. ③开展云的微物理结构研究.主要包括云相态判识,云顶高度,有效离子半径,云冰水厚度和云总量等研究,深化对强对流天气-闪电-强降水等系统天气过程之间物理作用机制的了解和雷电气象学研究. ④开展卫星闪电成像产品应用示范研究.为了进一步提高闪电探测服务能力,针对导弹和飞机安全保障,强对流天气预警预报的应用需要,开展卫星闪电成像产品的应用示范研究,了解应用对闪电成像产品在时效性,探测精度,定位精度等各方面的应用需求,进一步推动和完善卫星闪电成像产品. ⑤结合闪电地基观测网络,开展卫星闪电成像产品的真实性检验和验证工作,对FY-4卫星闪电成像仪观测能力进行检验和评估. (4) 国家气候中心 ①负责研究制作和发布雷电灾害气候背景分析产品 ②基于雷电历史资料开展雷电灾害变化研究,灾害风险区划等工作 (5)国家气象信息中心 ①承担全国雷电监测信息和产品的实时传输,收集,分发,存储,归档和共享 ②负责雷电探测网络的数据收集与产品分发的传输网络设计与实施 ③负责雷电资料的实时收发的相关平台,软件的设计,开发与建设 ④负责雷电资料共享平台的建设 ⑤负责雷电信息的传输规程的制定与实施 ⑥负责雷电探测网数据收发的实时监视 ⑦提供高性能计算机计算资源 (6)大气探测技术中心 ①承担编制雷电探测方法和规范,及雷电探测技术设备的功能需求和标准 ②承担"三站四网"中雷电轨道所需的观测网建设任务 ③负责雷电探测技术设备和业务系统的试验考核,产品技术定型 ④负责雷电监测设备的计量标校和仪器检定,雷电监测设备的物资保障,及生产监督,测试,验收 ⑤负责雷电监测仪器设备的业务运行监控,及监测网运行质量评估;雷电监测设备的技术指导,设备维修,设备更新,技术升级 ⑥负责雷电监测业务系统及其与多种探测资料融合产品系统研发 (7) 中国气象局培训中心 按照雷电业务的运行和发展需求,开展雷电业务轨道的相关技术培训工作. (8) "北京雷电防护装置测试中心"和"上海防雷产品测试中心" ①面向全社会开展防雷装置及相关产品的性能测试业务,并出具测试报告,为气象主管机构履行好防雷产品市场监督管理职责提供技术支持 ②与国内外防雷产品企业开展技术交流与合作,承接有关单位委托的防雷产品测试试验任务 ③开展防雷标准规范,防雷产品测试技术方法的研究以及雷电防护技术与产品的研发 ④为全国雷电业务发展提供相关资源 (二)省级雷电业务分工 省级雷电业务由省防雷中心,省气象台和省级信息与技术保障机构等单位共同承担.主要业务内容包括:负责指导全省雷电业务的开展,承担全省雷电监测资料的处理,分析,传输和质量控制,开展雷电应用技术研究,制作和发布本省雷电天气预报和雷电预警预报产品,开展满足不同用户需求的专项雷电预警预报服务,与省会城市气象局共同开展省会城市防雷装置检测,雷灾调查鉴定,雷击风险评估等技术服务,并负责全省雷电防护技术服务业务的技术指导和支持等.具体有: (1)负责全省雷电监测信息和产品的实时传输,收集,分发,存储,归档和共享,负责全省雷电资料共享平台的建设,负责全省雷电业务的技术装备保障; (2)负责全省雷电实时监测业务运行和雷电资料的处理,定位,并发布本省雷电监测信息; (3)负责省级雷电天气预报和雷电预警预报业务系统的建设和运行.以国家级指导产品为基础,制作和发布本省雷电天气预报和雷电预警预报产品, 并针对不同用户需求制作专项雷电预警产品,并开展专业服务; (4)向地,县级气象台站提供本省范围内雷电天气预报和雷电预警预报指导产品; (5)负责省会城市的防雷装置检测,防雷工程设计技术评价,雷电灾害调查鉴定,雷击风险评估等技术服务,牵头开展全省范围内造成群死群伤事故或较大经济损失的雷电灾害的调查鉴定工作,以及国家级重点工程的雷击风险评估工作; (6)开展雷电防护应用技术和相关产品的研究开发,以及防雷技术标准的研究制定; (7)负责全省雷电灾害应急处置以及防雷装置检测,防雷工程设计技术评价,雷电灾害调查鉴定,雷击风险评估等业务的技术指导和技术支持; (8)负责全省雷电灾情数据的收集,统计,分析和上报,承担防雷科普知识宣传教育的具体工作; (9)负责雷电科学研究和技术研发以及专业技术培训等. (三)地(市)级雷电业务分工 地(市)级雷电业务的主要内容是组织实施雷电监测,预警和防护业务的运行,组织开展雷电轨道业务向农村延伸的工作,为社会主义新农村建设做好防雷减灾服务. ①开展所在城市防雷装置检测,防雷工程设计技术评价,雷灾调查鉴定以及本地(市)的雷击风险评估等技术服务. ②负责全地(市)雷电灾情数据的收集,统计,分析和上报 ③制定农村雷电灾害防御规划,结合社会主义新农村建设的契机,积极争取地方政府加大对农村防雷基础设施的投入 ④负责探索和推广应用投入少,见效快,性能好的适合农村地区的防雷设施和技术,方法 ⑤承担防雷法规,科普知识宣传教育,特别是要做好对农村地区的防雷知识宣传 ⑥负责本地市雷电实时监测资料的上传(设监测点的地市) ⑦在省级指导产品的基础上,订正和发布本地市雷电天气预报产品和雷电预警预报产品 (四)县级雷电业务分工 ①承担本县雷电实时监测资料的上传(设监测点的县) ②应用上级的雷电监测和预警预报产品做好服务工作 ③开展本地(包括县城及农村地区)防雷检测,防雷工程设计技术评价,雷灾调查鉴定等技术服务 ④负责全县雷电灾情数据的收集,统计,分析和上报 ⑤开展防雷法规,科普知识宣传教育,特别是要通过媒体宣传或在乡,村设立防雷科普宣传栏和防雷安全标识等手段,努力普及防雷常识,提高农民防雷意识 ⑥推广应用适合农村地区的防雷设施和技术,方法 ⑦面向农村开展雷电防御技术咨询服务 六,保障措施 (一)科技支撑 由于我国雷电研究基础相对比较薄弱,雷电业务的可持续发展需要科学研究的强大支撑,因此,针对目前我国雷电业务中的关键技术,开展雷电基础理论研究和技术研发,提高科技含量非常重要,这是雷电业务发展的基础.而雷电科学研究需要持续和长期的开展,所以加大科技投入,围绕雷电业务发展设立科学研究项目,通过雷电基础理论研究和技术研发,增强雷电科研能力,以提高雷电科技支撑和保障能力. (二)人才队伍 (1) 机构和岗位设置 雷电业务体系由国家级,省级以及地,县级雷电业务机构四级组成,分别负责完成各自的雷电业务.其岗位设置如下: ①国家级雷电业务机构 中国气象局雷电预警与防护中心.在中国气象科学研究院增设中国气象局雷电预警与防护中心,牵头开展国家级雷电业务,并对省级雷电业务进行业务指导,较大辐度增加人员编制;在广州建设雷电野外实验基地,并保证人员编制. 雷电天气潜势预报室.在国家气象中心增设雷电天气潜势预报室,并在人员编制上给予保证. "北京雷电防护装置测试中心"和"上海防雷产品测试中心".将两个中心纳入国家级雷电业务体系,接受中国气象局雷电预警与防护中心的业务指导,实现资源共享,原管理关系不变. ②省级雷电业务机构 省防雷中心为省局直属事业单位,要建立适合其业务发展特点的投入,反馈机制及管理运行模式,并增加一定的人员编制. ③地(市)级雷电业务机构 地(市)防雷中心为直属事业单位,增加一定的人员编制. ④县级雷电业务机构 县防雷所的机构及工作人员可根据各县实际情况进行设置. 根据开展雷电业务的需要,省,市,县可通过社会化用人机制解决人员编制不足的困难和问题,且不受上述人员定额限制. (2) 人才队伍建设 雷电业务的开展,研究型业务的建立需要有科技的支撑,这就需要有一批雷电专家和精通雷电防护的技术团队以及善管理的管理团队.尽管近几年通过人才引进和培养,从事雷电业务工作人员的学历结构,知识层次有了明显的改善,但与雷电研究型业务建立的需求还有差距,需要加大人才培养力度,通过引进,培养和使用三个环节,提高业务,科研,服务三支人才队伍素质. 雷电的研究,监测以及防护服务业务涉及多学科专业知识,对从业人员的专业素质要求较高,为保障雷电业务的发展,需要有较高科研能力和技术开发能力,以及具有较丰富业务运行的实践经验并能把握整个业务系统发展方向的高素质科研与技术人员.因此需要通过引进和培养并重,培养为主的途径,加快高层次国家级雷电业务人才队伍的建设. 雷电物理基础理论研究方面:需要大气物理,大气电学及其相关专业的博士以上学历研究人员,能独立开展相关科研工作,把握大气电学的发展方向. 雷电监测技术方面:需要大气探测,电子技术及其相关专业的硕士以上学历技术人员,能设计开发满足业务需求的雷电综合探测技术和设备. 雷电预警预报方面:需要大气物理,气象及其相关专业的博士以上学历业务人员,具有数值预报模式开发能力,能独立开展雷电探测资料分析,并能开发雷电预警预报业务应用系统和雷电预警预报产品. 雷电防护技术方面:需要大气物理,雷电防护,电子技术等相关专业的硕士以上学历技术人员,能够开展雷击机理和雷电防护关键技术研究, 熟悉雷电监测技术规范和雷电防护标准,并能指导雷电防护技术服务业务. 业务技术支撑方面:对于雷电业务运行和业务管理,还需配备具有硕士学位以上的计算机专业人员. (三)经费投入 雷电业务轨道的业务经费主要包括监测网建设,预警预报业务系统建设,技术服务系统建设,科研与开发,教育与培训以及提升科技业务能力的其他建设费用.在积极增加公共财政投入力度的同时,要建立和完善雷电防护科技服务的投入运行机制,明确其对雷电科研和业务的反馈机制,要充分利用社会资源,争取多渠道经费投入.重点是保证雷电监测站网,预警预报业务系统和雷电野外试验基地的建设及正常运行维持的保障,以及日常业务维持发展的经费支持,并逐年增加. (四)法规标准保障 根据《中华人民共和国气象法》赋予气象主管机构对雷电防御工作的组织管理职能,结合我国雷电业务工作的实际情况,制定相关的法规和标准,健全管理机构,为雷电业务的健康发展提供保障. (1) 在《气象法》和《行政许可法》的基础上,建立和完善防雷法规体系,不断提高立法质量,并制定和完善相关实施细则和规章制度,使防雷减灾的组织管理有法可依,有章可循. (2)建立健全各级防雷管理机构,落实专职管理人员和专项管理经费,切实履行好防雷行政管理职责,不断提高依法行政能力,为推进雷电业务发展提供保障. (3) 制定适合我国国情的雷电监测业务技术规范,其中包括雷电监测站网选址规范,观测规范,数据格式规范,资料存档技术规范等,以保证雷电监测系统的正常运行和观测资料的可靠获取. (4) 在国际雷电防护标准的基础上,制定适合我国国情的雷电防护技术标准,如雷灾调查鉴定和雷击风险评估等技术规范. 七,实施计划(近两年细化到月份) 首先应组建中国气象局雷电预警与防护中心这一国家级雷电业务机构,牵头开展有关雷电研究,监测,预警预报,技术服务工作,要以省级气象台,防雷中心等业务机构为基础,上下联动,相互协作,形成研究型雷电业务体系,并指导地,县防雷中心规范雷电业务工作流程,加强雷电业务能力,促进防雷减灾工作的规范,协调发展. 实施进度: (1)国家级雷电业务实施进度安排 2006年度: ●2006年9月-10月 制定国家级雷电业务方案,报中国气象局业务技术体制改革领导小组审批; ●2006年11月-12月 建立健全国家级雷电业务机构,并指导试点省区的雷电业务的实施. 2007年度: ●2007年01月-02月 完成国家级雷电业务机构部分人员聘任人员; ●2007年03月-08月 国家级雷电业务试运行,完成雷电监测信息处理平台建设,开发完成雷电预警预报业务系统,生成雷电监测信息指导产品,雷电发生概率,重点区域雷电危险度等级以及雷电活动区域移动趋势,雷电落区及发生概率等雷电预警预报指导产品;部署急需开展的重点项目,为省,地,县雷电业务的运行提供技术支撑; ●2007年09月-12月 总结国家级和省级雷电业务试运行情况,针对雷电业务运行中存在的问题,提出改进完善意见和建议. 2008年度: ●全面推进全国各级雷电业务的开展,完善运行机制; ●制定雷电业务管理规范,质量考核办法等; ●完善雷电监测和预警预报业务系统,实现全国雷电监测,预警预报业务系统的正式运行,完成全国雷电监测及其资料的共享和应用开发,实现更多的雷电监测和预警预报产品,雷电标准化工作取得实质进展,防雷法规标准体系基本建成. 2009-2010年:在雷电监测预警,预报和防护方面形成成熟的科研型业务体系,逐步实现基于国内外气象卫星为平台的天基雷电监测,实现国家级研究型雷电业务的正式运行. (2)省级及以下雷电业务改革进度安排 ●2006年09月-10月 完成雷电业务实施方案,实施办法的制定,审批; ●2006年11月 -12月 制定地县级雷电业务实施方案; ●2007年01月-02月 完成雷电业务体系的建立和人员招聘 ●2007年02月-12月 理顺雷电业务机制,开始雷电业务试运行,并根据本省实际情况开展雷电监测,雷电预警预报等产品的制作和发布; ●2008年01月-12月 完成雷电监测系统建设,实现雷电业务的正式运行,并根据前期试运行情况,作必要的调整和完善; 2009-2010年:建设完成以雷电监测为基础,雷电预警预报和防护为主要业务服务的成熟的业务体系,实现雷电业务的正式运行. 图8 雷电预警预报产品流程 雷电防护 技术服务 雷电监测 信息服务 雷电预警 预报服务 雷电监测 雷电预警预报平台 科学研究与技术开发 雷电数据处理平台 平台 拟建云闪监测网 已安排建设云闪监测网 平台 气象业务通讯系统 全国雷电实时监测,定位 全国雷电监测信息产品处理 雷电预警预报业务系统研发 雷电预警预报产品 制作与发布 省级雷电业务 卫星雷电探测 全国雷电监测保障 雷电预警预报业务 雷电业务及研究 雷电信息传输 图6 雷电监测和预警预报业务流程 雷电探测资料 防雷技术资料 工程档案资料 产品资料 跟踪服务信息反馈 雷电研究和防护技术研发,标准,规范制定 图9 雷电防护技术服务产品流程 用户特殊信息 用 户 群 服务 过程 需求 分析 雷电探测子站 中国气象局雷电预警与防护中心 (国家级雷电资料处理分析平台) 省防雷中心 (省级雷电资料处理分析平台) 气象业务 通信系统 多种地基和空基雷电监测信息产品 局域网 气象业务 通信系统 局域网 服务对象 服务对象 省气象台等 业务单位 国家气象中心 等业务单位 图7 雷电监测信息产品流程 省级雷电预警预报平台 服务对象 地县气象台 完善修正产品和发展新技术 生成 服务 产品 中国气象局雷电预警与防护中心 (国家级雷电预警预报系统) 雷电监测信息和 其他探测资料 产品发布平台 雷电天气潜势预报产品 雷电预警预报产品 制定评估方案 资料收集 ( 现场勘测 , 调查询问等 ) 评估资料分析 , 处理与计算 编制雷击风险评估报告 图10 雷击害风险评估流程 进行雷电灾害调查(雷电灾害事实材料收集) 现场勘察,调查询问,物证搜集,人证材料搜集 雷电灾害现场危险性分析 制定调查计划 雷电灾害事实资料处理与分析 雷电灾害鉴定 撰写雷灾调查鉴定报告 图11 雷灾调查鉴定流程 图12 防雷装置检测流程 项目调研 制定评价方案 查阅,收集有关资料 编制评价报告 资料发放与存档 分析与评价(组织专家评审) 设计更改建议书 图13 防雷工程设计技术评价流程

雷公虫

作为一个指导性的东西不错，毕竟实施起来有点困难。

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如果不是气象部门管还有可能