Способ определения распределения годовой плотности разрядов молний в землю на исследуемой территории

(я)ю 6 0 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ОМУ СВИДЕТЕЛЬС АВТ(71) Научно-исследовасоких напряжений прическом институте им.(56) Тгапз,ЯАЕЕ, 1980, чо75-99. 6тельский инстиТомском полС,М.Кирова в н 4, р.р. 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСПРЕДЕЕНИЯ ГОДОВОЙ ПЛОТНОСТИ РАЗРЯДОВ МОЛНИЙ В ЗЕМЛЮ НА ИССЛЕДУЕМОЙ ЕРРИТОРИИ Изобретение относится к области метеорологии и может быть использовано для построения карт грозовой активности.Целью изобретения является упрощение реализации за счет сокращения числа пунктов сети наблюдений, в который производится регистрация.На фиг. 1 и 2 представлено распределение вероятности удельной плотности разрядов молнии в землю за один грозовой день для двух выделенных по ландшафтному признаку районов; на фиг, 3 - карта годовой плотности разрядов молнии в землю на исследуемой территории, построенная с помощью предлагаемого способа, На фиг. 3 крестиками обозначены метеостанции, на которых были установлены счетчики, а.точками - метеостанции, на которых счетчиков не было.П р и м е р. Отработка предлагаемого способа районирования территорий по годовой плотности разрядов молнии в землюЖ 1812537 А 1(57) Использование: метеорологическое обеспечение, построение карт грозопоражаемости. Сущность изобретения; на исследуемой территории выделяют районы с однородными ландшафтами, определяют репрезентативные для каждого района пункты измерений. Определяют вероятность количества дней с грозой для каждого пункта измерений и распределение удельной плотности разрядов мол,ий в землю для каждого выделенного района. По полученным значениям определяют значение годовой плотности разрядов молний в землю для всех пунктов измерений на исследуемой территории, 3 ил,проводилась на примере Томской области. Территория области по ландшафтному признаку была разделена на два района; долина Оби и таежный район. Регистрация грозовых разрядов проводилась с 1985 по 1989 г. с помощью сети счетчиков молний, установленных на 10 реперных метеостанциях 4, из которых расположены в долине Оби, а остальные - в таежном районе, Счетчики были установлены таким образом, чтобы более или менее равномерно осветить каждый из выделенных районов. Обработка результатов регистрации каждого счетчика включает в себя подсчет плотности разрядов молнии в землю пв каждый грозовой день, отмечаемый метеостанцией, на которой этот счетчик установлен. Число значений пц за год на прибор равно годовому числу грозовых дней, т.е. более, чем на порядок больше числа значений за год на прибор в известном способе. Индивидуальные значения пв со всех метеостанций в пределах каждогорайона объединяют, образуя усредненное распределение пц для этого района. В дальнейшем его применяют для всех метеостанций данного района, включая и те, где счетчиков не было. Полученные за 5 лет рас пределения вероятностей п для выделенных районов . удовлетворительно описываются логарифмически нормальным законом и имеют вид, показанный на фиг. 1 и 2. Обьем выборки для долины Оби соста вил 202, а для таежных районов - 282. Далее, перед использованием метода Монте-Карло, определяют распределение годового числа грозовых дней Тд для каждой 15 из 32 метеостанций Томской области, а также для 21 метеостанции прилегающих областей. по данным климатических справочников. Длина ряда наблюдений для каждой метеостанции составляла в среднем 20 24 года. Эти распределения аппроксимировались нормальным законом со средними значениями в диапазоне от 20 до 32;Таким образом, в каждом выделенном районе получаютиндивидуальное для каж дой метеостанции распределение Тц иэ климатических справочников и общее для всех метеостанций данного района распределение п полученное с помощью сети счетчиков молний, 30Далее по методу Монте-Карло для каждой метеостанции с помощью двух генераторов случайных чисел первый моделирует нормальное распределение Т, а второй - логарифмически нормальное распределе ние пц моделируют на 1000 лет грозовой деятельности в районе каждой метеостанции, Осредненное до целых случайное число с первого генератора (Тц) определяет количество случайных выборок со второго гене ратора (пц). Суммируя полученные Т 9 значений п, определяют случайное значение годовой плотности разрядов молнии в землю йз. Эта процедура повторяется 1000 раз, давая в результате распределение М, 45 для всех метеостанций зти распределения близки к логарифмически нормальным, что позволяет определить значения Иэ с любой заданной вероятностью наблюдения.Эта вероятность выбрана равной 507 50 медианное значение), и построена соответствующая карта, где числовые значения показывают медианное значение йз в разрядах на 1 км.Положительный эффект можно пояс нить следующим образом,Случайность интересующей годовой плотности разрядов молнии в землю йэ можно рассматривать состоящей из двух составляющих; случайности годового числа грозовых дней Тр и случайности плотности разрядов молнии в землю за один грозовой день пц, каждая из которых характеризуется своим распределением вероятностей, Первая.составляющая может быть определена на основе многолетних данных из Климатических справочников. Вторая составляющая определяется с помощью счетчиков, причем производительность измерений более, чем на порядок выше по сравнению с измерением йз в способе-прототипе, т.к. в число значений в год на прибор равно Т против одного значения при измерении йз, При такой низкой производительности способа- прототипа получение значений йз с низкой вероятностью наблюдения (однако необходимых при выборе молниезащиты наиболее ответственных объектов) практически невозможно. Предлагаемый способ за счет использования статического моделирования позволяет снять это ограничение. Кроме того, использование априорной информации о возможной неоднородности распределения грозовой активности в виде предварительного районирования территории по ландшафтному признаку дает возможность сократить число пунктов регистрации и за счет этого существенно снизить трудоемкость получения экспериментальных данных. В примере число пунктов наблюдения сокращено более чем в 3 раза,Формула изобретения Способ определения распределения годовой плотности разрядов молний в землю на исследуемой территории, включающий определение плотности разрядов молний в землю по результатам измерений количества разрядов молний в землю в пунктах сети наблюдений за измеренный период времени, обработку результатов измерений с оп-. ределением годовой плотности разрядов молний в землю в пунктах сети наблюдений и построением карты плотности разрядов молний в землю, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения осуществления способа за счет сокращения числа пунктов сети наблюдений, в которых производится регистрация, на исследуемой территории выделяют районы с однородным ландшафтом, измерение количества разрядов молний в землю за измеренный период проводят на пунктах сети наблюдений, расположенных в репрезентативных для каждого выделенного района точках; а при обработке результатов измерений дополнительно определяют вероятность количества дней с грозой для каждого из пунктов сети наблюдений за период регистрации и распределение удельной плотности разрядов молний в землю за один грозовой день для1каждого выделенного района, а значение годовой плотности разрядов молнии в землюдля каждого пункта наблюдений определяют по методу Монте-Карло с учетом полученного распределения удельной плот.ности разрядов молний в землю за одингрозовой день и распределения вероятности годового числа дней с грозой.1812537 Фиг, 5,ктор Г,Бель водственно-изда ьскии Заказ 1575 ВНИИПИ Г Составитель Е.ДенисовТехред М.Моргентал Корректор М.Максимишинец Тираж Подписноеударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раущская наб., 4/5 инат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина