كاشف البرق

أحد أجهزة استشعار مصفوفة رسم خرائط البرق التابعة للمختبر الوطني للعواصف الشديدة التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) [ 1 ]

كاشف البرق هو جهاز يرصد البرق الناتج عن العواصف الرعدية . توجد ثلاثة أنواع رئيسية من الكواشف: أنظمة أرضية تستخدم هوائيات متعددة، وأنظمة متنقلة تستخدم هوائيًا للاتجاه وآخر للاستشعار في الموقع نفسه (غالبًا على متن طائرة)، وأنظمة فضائية . اخترع ألكسندر ستيبانوفيتش بوبوف أول جهاز من هذا النوع عام ١٨٩٤ ، وكان أيضًا أول جهاز استقبال لاسلكي في العالم.

تحسب أجهزة الكشف الأرضية والمتنقلة اتجاه وشدة البرق من الموقع الحالي باستخدام تقنيات تحديد الاتجاه الراديوي، بالإضافة إلى تحليل الترددات المميزة المنبعثة من البرق. يمكن للأنظمة الأرضية استخدام التثليث من مواقع متعددة لتحديد المسافة، بينما يمكن للأنظمة المتنقلة تقدير المسافة باستخدام تردد الإشارة وتوهينها . أما أجهزة الكشف الفضائية الموجودة على الأقمار الصناعية، فيمكن استخدامها لتحديد مدى البرق واتجاهه وشدته من خلال المراقبة المباشرة.

تستخدم شبكات كاشفات البرق الأرضية من قبل خدمات الأرصاد الجوية مثل خدمة الأرصاد الجوية الوطنية في الولايات المتحدة ، وخدمة الأرصاد الجوية الكندية ، والتعاون الأوروبي للكشف عن البرق (EUCLID)، ومعهد الأرصاد الجوية المنتشرة ( Ubimet )، ومن قبل منظمات أخرى مثل شركات الكهرباء وخدمات الوقاية من حرائق الغابات.

أحد أجهزة الكشف عن البرق السبعة التابعة لشبكة الكشف عن البرق وتحديد مداه (LDAR) في مركز كينيدي للفضاء في فلوريدا.

القيود

لكل نظام يُستخدم للكشف عن البرق قيوده الخاصة. [ 2 ] وتشمل هذه القيود ما يلي:

  • يجب أن تكون شبكة رصد البرق الأرضية قادرة على رصد ومضة البرق باستخدام ثلاثة هوائيات على الأقل لتحديد موقعها بهامش خطأ مقبول. غالبًا ما يؤدي هذا إلى استبعاد البرق المنتقل بين السحب، حيث قد يرصد أحد الهوائيات موقع الومضة على السحابة التي انطلقت منها، بينما يرصد الهوائي الآخر موقع الومضة على السحابة المستقبلة. ونتيجة لذلك، تميل الشبكات الأرضية إلى التقليل من تقدير عدد الومضات، خاصةً في بداية العواصف حيث يكثر البرق المنتقل بين السحب.
  • يجب أن تحتوي الأنظمة الأرضية التي تستخدم مواقع متعددة وطرق الكشف عن زمن الرحلة على جهاز مركزي لجمع بيانات الاصطدام والتوقيت لحساب الموقع. بالإضافة إلى ذلك، يجب أن تحتوي كل محطة كشف على مصدر توقيت دقيق يُستخدم في الحساب.
  • نظراً لأنها تستخدم التوهين بدلاً من التثليث، فإن أجهزة الكشف المتنقلة تشير أحياناً عن طريق الخطأ إلى وميض برق ضعيف قريب على أنه وميض قوي أبعد، أو العكس.
  • لا تعاني شبكات البرق الفضائية من أي من هذين القيدين، ولكن المعلومات التي توفرها غالباً ما تكون قديمة لعدة دقائق بحلول الوقت الذي تصبح فيه متاحة على نطاق واسع، مما يجعلها محدودة الفائدة للتطبيقات في الوقت الفعلي مثل الملاحة الجوية.

أجهزة كشف البرق مقابل رادار الطقس

دورة حياة العاصفة الرعدية والانعكاسات المرتبطة بها من رادار الطقس
توزيع الشحنات الكهربائية وضربات البرق داخل وحول العاصفة الرعدية

تعمل أجهزة كشف البرق ورادارات الطقس معًا لرصد العواصف. تشير أجهزة كشف البرق إلى النشاط الكهربائي، بينما يشير رادار الطقس إلى الهطول المطري. ترتبط كلتا الظاهرتين بالعواصف الرعدية ويمكن أن تساعدا في تحديد قوة العاصفة.

  • يتحرك الهواء إلى الأعلى بسبب عدم الاستقرار.
  • يحدث التكثيف ويكتشف الرادار أصداءً فوق سطح الأرض (المناطق الملونة).
  • في النهاية، تصبح كتلة قطرات المطر كبيرة جدًا بحيث لا يمكن للتيار الصاعد أن يدعمها فتسقط نحو الأرض.

يجب أن تتطور السحابة إلى امتداد رأسي معين قبل حدوث البرق، لذا عادةً ما يُشير رادار الطقس إلى عاصفة نامية قبل أن يُشير إليها كاشف البرق. ليس من الواضح دائمًا من البيانات الأولية ما إذا كانت سحابة المطر ستتطور إلى عاصفة رعدية، كما أن رادار الطقس يُعاني أحيانًا من تأثير الحجب الناتج عن التوهين ، حيث يُمكن أن يُخفي هطول الأمطار القريب من الرادار هطول الأمطار (الأكثر كثافة على الأرجح) الأبعد. لا تُعاني كاشفات البرق من تأثير الحجب، ويمكنها تأكيد تطور سحابة المطر إلى عاصفة رعدية.

قد يتواجد البرق أيضًا خارج نطاق الهطول الذي يسجله الرادار. تُظهر الصورة الثانية أن هذا يحدث عندما تنشأ الصواعق في سندان السحابة الرعدية (الجزء العلوي الذي تدفعه الرياح العلوية أمام سحابة الركام المزني ) أو على الحافة الخارجية لعمود المطر. في كلتا الحالتين، تبقى منطقة صدى راداري في مكان ما قريب.

استخدام الطيران

من المرجح أن تستخدم الطائرات الكبيرة رادار الطقس أكثر من أجهزة كشف البرق، لأن رادار الطقس يمكنه اكتشاف العواصف الأصغر التي تسبب أيضًا اضطرابات جوية؛ ومع ذلك، غالبًا ما تتضمن أنظمة إلكترونيات الطيران الحديثة كشف البرق أيضًا، من أجل مزيد من السلامة.

بالنسبة للطائرات الصغيرة، وخاصة في مجال الطيران العام ، يوجد نوعان رئيسيان من أجهزة كشف البرق (يُشار إليها غالبًا باسم "سفيريكس" ، اختصارًا لـ "راديو الغلاف الجوي "): ستورمسكوب ، الذي أنتجته في الأصل شركة رايان (لاحقًا بي إف جودريتش) وتنتجه حاليًا شركة إل-3 كوميونيكيشنز، وسترايكفايندر ، الذي تنتجه شركة إنسايت. يستطيع سترايكفايندر رصد وعرض ضربات البرق داخل السحابة (IC) وضربات البرق من السحابة إلى الأرض (CG)، بالإضافة إلى قدرته على التمييز بين الضربات الحقيقية وانعكاسات الإشارة من طبقة الأيونوسفير. تتميز أجهزة كشف البرق بانخفاض تكلفتها وخفة وزنها، مما يجعلها خيارًا جذابًا لأصحاب الطائرات الخفيفة (وخاصة الطائرات ذات المحرك الواحد، حيث لا يتوفر في مقدمة الطائرة إمكانية تركيب غطاء راداري ).

كاشفات البرق المحمولة ذات الجودة الاحترافية

عداد ضربات البرق في فناء متحف

تُعاني أجهزة كشف البرق المحمولة الرخيصة، بالإضافة إلى أجهزة رسم خرائط البرق أحادية المستشعر الأخرى ، كتلك المستخدمة في الطائرات، من بعض القيود، بما في ذلك رصد الإشارات الخاطئة وضعف الحساسية ، خاصةً فيما يتعلق بالبرق داخل السحب . أما أجهزة كشف البرق المحمولة ذات الجودة الاحترافية، فتُحسّن الأداء في هذه المجالات من خلال عدة تقنيات تُكمّل بعضها بعضًا، مما يُضاعف من فعاليتها.

  • التخلص من الإشارات الخاطئة: يُولّد التفريغ البرقي إشارة كهرومغناطيسية بترددات الراديو (RF) - والتي تُسمع عادةً على شكل تشويش في راديو AM - ونبضات ضوئية قصيرة جدًا، تُشكّل الوميض المرئي. قد يُخطئ كاشف البرق الذي يعمل باستشعار إحدى هاتين الإشارتين فقط في تفسير الإشارات القادمة من مصادر أخرى غير البرق، مما يُعطي إنذارًا خاطئًا. تحديدًا، قد تُخطئ الكواشف القائمة على ترددات الراديو في تفسير ضوضاء ترددات الراديو، والمعروفة أيضًا بتداخل ترددات الراديو (RFI). تُولّد هذه الإشارات من العديد من المصادر البيئية الشائعة، مثل محركات السيارات، ومصابيح الفلورسنت، وأجهزة التلفاز، ومفاتيح الإضاءة، والمحركات الكهربائية، وأسلاك الجهد العالي. وبالمثل، قد تُخطئ الكواشف القائمة على وميض الضوء في تفسير الضوء الوامض الناتج في البيئة، مثل انعكاسات النوافذ، وأشعة الشمس عبر أوراق الأشجار، والسيارات المارة، وأجهزة التلفاز، ومصابيح الفلورسنت.

مع ذلك، ولأن إشارات الترددات الراديوية ونبضات الضوء نادرًا ما تحدث في آنٍ واحد إلا عند حدوث البرق، يُمكن ربط مستشعرات الترددات الراديوية ومستشعرات نبضات الضوء في " دائرة توافق " تتطلب كلا النوعين من الإشارات في وقت واحد لإنتاج إشارة خرج. [ 3 ] إذا وُجّه هذا النظام نحو سحابة وحدث برق فيها، فسيتم استقبال الإشارتين، وستُنتج دائرة التوافق إشارة خرج، وبذلك يتأكد المستخدم من أن السبب هو البرق. عندما يحدث تفريغ برق داخل سحابة ليلًا، تبدو السحابة بأكملها مضاءة. في وضح النهار، نادرًا ما تكون هذه الومضات داخل السحابة مرئية للعين المجردة، ومع ذلك، يُمكن للمستشعرات البصرية رصدها. في المهمات الفضائية الأولى، استخدم رواد الفضاء المستشعرات البصرية لرصد البرق في السحب الساطعة المضاءة بأشعة الشمس في الأسفل. أدى هذا التطبيق إلى تطوير كاشف البرق المحمول ثنائي الإشارة الذي يستخدم ومضات الضوء بالإضافة إلى إشارات " الزخات الكهرومغناطيسية " التي رصدتها الأجهزة السابقة.

  • تحسين الحساسية: في السابق، كانت أجهزة كشف البرق، سواءً المحمولة منها الرخيصة للاستخدام الأرضي أو أنظمة الطائرات باهظة الثمن، ترصد الإشعاع منخفض التردد، لأن الإشارات الناتجة عن البرق الأرضي تكون أقوى (ذات سعة أعلى) عند الترددات المنخفضة، وبالتالي يسهل رصدها. مع ذلك، يكون التشويش الراديوي أقوى أيضًا عند الترددات المنخفضة. ولتقليل استقبال هذا التشويش، تُشغَّل أجهزة الاستشعار منخفضة التردد بحساسية منخفضة (عتبة استقبال الإشارة)، وبالتالي لا ترصد إشارات البرق الأقل شدة. هذا يقلل من القدرة على رصد البرق على مسافات أطول، لأن شدة الإشارة تتناقص مع مربع المسافة. كما يقلل من رصد الومضات داخل السحابة، والتي تكون أضعف عمومًا من ومضات البرق الأرضي.
  • تحسين اكتشاف البرق داخل السحابة: إن إضافة مستشعر بصري ودائرة تزامن لا تقضي فقط على الإنذارات الكاذبة الناتجة عن ضوضاء الترددات اللاسلكية؛ بل تسمح أيضًا بتشغيل مستشعر الترددات اللاسلكية بحساسية أعلى واستشعار الترددات الأعلى المميزة للبرق داخل السحابة وتمكين اكتشاف مكونات التردد العالي الأضعف لإشارات البرق داخل السحابة والومضات البعيدة.

تساهم التحسينات المذكورة أعلاه بشكل كبير في توسيع نطاق استخدام جهاز الكشف في العديد من المجالات:

  • الإنذار المبكر: يُعدّ رصد ومضات التيار المستمر (IC) أمرًا بالغ الأهمية، إذ تحدث عادةً قبل 5 إلى 30 دقيقة من ومضات التيار المستمر (CG) ، ما يُتيح إنذارًا مبكرًا بالعواصف الرعدية المُتشكّلة ، ويُحسّن بشكلٍ كبير فعالية الكاشف في تطبيقات السلامة الشخصية ورصد العواصف، مقارنةً بكاشف يعتمد على ومضات التيار المستمر فقط . كما تُوفّر الحساسية المُحسّنة إنذارًا بالعواصف المُتشكّلة بالفعل، والتي قد تكون أبعد، ولكنها قد تتحرّك باتجاه المستخدم.
  • موقع العاصفة: حتى في وضح النهار، يستطيع " مُطاردو العواصف " استخدام أجهزة كشف بصرية اتجاهية تُوجّه نحو سحابة مُحددة لتمييز السحب الرعدية عن بُعد. يُعدّ هذا الأمر بالغ الأهمية لتحديد أقوى العواصف الرعدية التي تُنتج أعاصير ، إذ تُنتج هذه العواصف معدلات وميض أعلى مع إشعاع عالي التردد أكثر من العواصف الأضعف غير الإعصارية. [ 4 ] : ​​248
  • التنبؤ بالعواصف الرعدية المصغرة: يوفر الكشف عن ومضات التيار المتردد طريقةً للتنبؤ بالعواصف الرعدية المصغرة . [ 5 ] : 46-47. يبدأ التيار الصاعد في الخلايا الحملية بالتكهرب عندما يصل إلى ارتفاعات باردة بما يكفي لتواجد الهيدروميتورات المختلطة (جزيئات الماء والجليد) في نفس الحجم. يحدث التكهرب نتيجةً لتصادم جزيئات الجليد مع قطرات الماء أو جزيئات الجليد المغلفة بالماء. تُشحن جزيئات الجليد الأخف (الثلج) بشحنة موجبة وتُحمل إلى الجزء العلوي من السحابة، تاركةً وراءها قطرات الماء المشحونة بشحنة سالبة في الجزء المركزي منها. [ 6 ] : 60-14. يُنشئ مركزا الشحنة هذان مجالًا كهربائيًا يؤدي إلى تشكل البرق. يستمر التيار الصاعد حتى يتحول كل الماء السائل إلى جليد، مما يُطلق حرارة كامنة تُحرك التيار الصاعد. عند تحول كل الماء، ينهار التيار الصاعد بسرعة، وكذلك معدل البرق. وبالتالي، فإن الزيادة الكبيرة في معدل البرق، والتي تُعزى في الغالب إلى تفريغات الجليد، متبوعةً بانخفاض سريع في المعدل، تُشكل إشارة مميزة لانهيار التيار الصاعد الذي يحمل الجسيمات إلى أسفل في عاصفة هابطة. عندما تصل جزيئات الجليد إلى درجات حرارة أعلى بالقرب من قاعدة السحابة، فإنها تذوب مُسببةً تبريدًا للغلاف الجوي؛ وبالمثل، تتبخر قطرات الماء، مما يُسبب التبريد أيضًا. يزيد هذا التبريد من كثافة الهواء، وهي القوة الدافعة للعواصف الرعدية الصغيرة. وينتج الهواء البارد في "جبهات العواصف" التي غالبًا ما تُشاهد بالقرب من العواصف الرعدية عن هذه الآلية.
  • تحديد العواصف وتتبعها: بعض العواصف الرعدية، التي يتم تحديدها من خلال رصد ومراقبة العواصف الرعدية غير المستقرة، لا تُصدر ومضات برق أرضي، وبالتالي لا يمكن رصدها باستخدام أنظمة استشعار البرق الأرضي. كما أن ومضات العواصف الرعدية غير المستقرة أكثر تواتراً بكثير من ومضات البرق الأرضي [ 4 ] : ​​192، مما يوفر إشارة أقوى. تسمح الكثافة العالية نسبياً (عدد الومضات لكل وحدة مساحة) لمضات العواصف الرعدية غير المستقرة بتحديد الخلايا الحملية عند رسم خرائط البرق، بينما يكون البرق الأرضي قليلاً جداً ومتباعداً بحيث لا يمكن تحديد الخلايا التي يبلغ  قطرها عادةً حوالي 5 كيلومترات. في المراحل الأخيرة من العاصفة، يهدأ نشاط ومضات البرق الأرضي، وقد تبدو العاصفة وكأنها انتهت، ولكن بشكل عام، لا يزال هناك نشاط للعواصف الرعدية غير المستقرة في السحب السندانية المتبقية متوسطة الارتفاع والعليا، لذا يبقى احتمال حدوث البرق الأرضي قائماً.
  • قياس شدة العاصفة: من مزايا الكشف عن التفريغات الكهرومغناطيسية أن معدل الوميض (عدد الومضات في الدقيقة) يتناسب طرديًا مع القوة الخامسة لسرعة الحمل الحراري للتيارات الصاعدة في السحابة الرعدية. [ 6 ] : 6018-6019 [ 7 ] تعني هذه الاستجابة غير الخطية أن تغيرًا طفيفًا في ارتفاع السحابة، يصعب رصده بالرادار، سيصاحبه تغير كبير في معدل الوميض. على سبيل المثال، زيادة طفيفة بنسبة 10% في ارتفاع السحابة (مقياس لشدة العاصفة) ستؤدي إلى تغير بنسبة 60% في معدل الوميض الكلي، وهو ما يمكن رصده بسهولة. يشمل "البرق الكلي" كلاً من ومضات التفريغات الكهرومغناطيسية غير المرئية عمومًا (في وضح النهار) التي تبقى داخل السحابة، بالإضافة إلى ومضات البرق الأرضي المرئية عمومًا التي يمكن رؤيتها ممتدة من قاعدة السحابة إلى الأرض. ولأن معظم البرق الكلي ناتج عن ومضات التفريغات الكهرومغناطيسية، فإن القدرة على قياس شدة العاصفة تتم في الغالب من خلال رصد هذه التفريغات. أجهزة الكشف عن البرق التي تستشعر فقط طاقة التردد المنخفض لا تكتشف سوى ومضات التيار المستمر القريبة، لذا فهي غير فعالة نسبيًا في التنبؤ بالعواصف الرعدية الصغيرة وتحديد شدة الحمل الحراري.
  • التنبؤ بالأعاصير: من المعروف أن العواصف الشديدة التي تنتج الأعاصير لها معدلات برق عالية جدًا [ 5 ] : 51 [ 8 ] [ 9 ] ومعظم البرق من أعمق السحب الحملية هو IC، [ 10 ] لذلك فإن القدرة على اكتشاف البرق IC توفر طريقة لتحديد السحب ذات احتمالية عالية لحدوث الأعاصير.

تقدير مدى البرق

عند رصد إشارة برق بترددات الراديو في موقع محدد، يمكن تحديد اتجاهها باستخدام جهاز تحديد الاتجاه المغناطيسي ذي الحلقة المتقاطعة، لكن يصعب تحديد المسافة بدقة. وقد بُذلت محاولات باستخدام سعة الإشارة، إلا أن هذه الطريقة غير فعالة نظرًا لاختلاف شدة إشارات البرق اختلافًا كبيرًا. وبالتالي، عند استخدام السعة لتقدير المسافة، قد يبدو وميض قوي قريبًا، بينما تبدو إشارة أضعف من نفس الوميض - أو من وميض أضعف من نفس خلية العاصفة - أبعد. ويمكن تحديد مكان ضرب البرق ضمن دائرة نصف قطرها ميل واحد عن طريق قياس التأين في الهواء لتحسين دقة التنبؤ.

لفهم هذا الجانب من كشف البرق، يجب معرفة أن ومضة البرق تتكون عادةً من عدة ضربات، ويتراوح عدد الضربات في ومضة البرق الأرضي عادةً بين 3 و6 ضربات، ولكن قد تحتوي بعض الومضات على أكثر من 10 ضربات. [ 11 ] : 18 تترك الضربة الأولى مسارًا متأينًا من السحابة إلى الأرض، وتصعد "الضربات العائدة" اللاحقة، التي تفصل بينها فترة زمنية تبلغ حوالي 50 مللي ثانية، في هذا المسار. يستغرق تسلسل التفريغ الكامل عادةً حوالي نصف ثانية، بينما يختلف زمن الضربات الفردية اختلافًا كبيرًا بين 100 نانوثانية وبضع عشرات من الميكروثواني. يمكن رؤية ضربات ومضة البرق الأرضي ليلًا كسلسلة غير دورية من إضاءات قناة البرق. ويمكن أيضًا سماعها على أجهزة كشف البرق المتطورة كأصوات متقطعة فردية لكل ضربة، مما يشكل نمطًا مميزًا.

استُخدمت أجهزة كشف البرق أحادية المستشعر في الطائرات، ورغم إمكانية تحديد اتجاه البرق باستخدام مستشعر حلقي متقاطع، إلا أنه لا يمكن تحديد المسافة بدقة لأن سعة الإشارة تختلف بين الضربات الفردية المذكورة سابقًا [ 11 ] : 115 ، وتعتمد هذه الأنظمة على السعة لتقدير المسافة. ولأن الضربات لها سعات مختلفة، تُظهر هذه الكواشف خطًا من النقاط على الشاشة، يشبه أضلاع عجلة، يمتد شعاعيًا من محورها في الاتجاه العام لمصدر البرق. وتختلف المسافات بين النقاط على طول الخط نظرًا لاختلاف شدة الضربات. تُسمى هذه الخطوط المميزة من النقاط في شاشات هذه المستشعرات "الانتشار الشعاعي" [ 12 ] . تعمل هذه المستشعرات في نطاق التردد المنخفض جدًا (VLF) والتردد المنخفض (LF) (أقل من 300  كيلوهرتز)، وهو ما يوفر أقوى إشارات البرق: تلك الناتجة عن الضربات العائدة من الأرض. لكن ما لم يكن المستشعر قريبًا من الوميض، فإنه لا يلتقط الإشارات الأضعف من تفريغ الدوائر المتكاملة التي تحتوي على كمية كبيرة من الطاقة في نطاق التردد العالي (HF) (حتى 30  ميجاهرتز).

من المشاكل الأخرى التي تواجه أجهزة استقبال البرق ذات التردد المنخفض جدًا (VLF) أنها تلتقط انعكاسات من طبقة الأيونوسفير، لذا قد لا تتمكن أحيانًا من التمييز بين مسافة البرق  على بُعد 100 كيلومتر والبرق على بُعد مئات الكيلومترات. فعلى مسافات مئات الكيلومترات، تكون الإشارة المنعكسة (المعروفة باسم "الموجة السماوية") أقوى من الإشارة المباشرة (المعروفة باسم "الموجة الأرضية"). [ 13 ]

يحصر الدليل الموجي بين الأرض والغلاف الأيوني الموجات الكهرومغناطيسية منخفضة التردد جدًا (VLF ) ومنخفضة التردد للغاية (ELF) . وتنتشر النبضات الكهرومغناطيسية المنبعثة من ضربات البرق داخل هذا الدليل الموجي. يتميز هذا الدليل الموجي بتشتت الموجات، مما يعني أن سرعة المجموعة تعتمد على التردد. ويتناسب الفرق في تأخير المجموعة لنبضة البرق عند الترددات المتجاورة طرديًا مع المسافة بين المرسل والمستقبل. وبالاقتران مع طريقة تحديد الاتجاه، يُتيح ذلك تحديد مواقع ضربات البرق بواسطة محطة واحدة على مسافات تصل إلى 10000  كيلومتر من منشئها. علاوة على ذلك، تُستخدم الترددات الذاتية للدليل الموجي بين الأرض والغلاف الأيوني، وهي رنين شومان عند حوالي 7.5  هرتز، لتحديد نشاط العواصف الرعدية العالمية. [ 14 ]

نظراً لصعوبة تحديد المسافة إلى البرق باستخدام مستشعر واحد، فإن الطريقة الموثوقة الوحيدة حالياً لتحديد موقع البرق هي عبر شبكات مترابطة من أجهزة استشعار متباعدة تغطي مساحة من سطح الأرض، وذلك باستخدام فروق أوقات وصول الإشارات بين أجهزة الاستشعار و/أو اتجاهات الإشارات المتقاطعة من أجهزة استشعار مختلفة. تستطيع العديد من هذه الشبكات الوطنية العاملة حالياً في الولايات المتحدة تحديد موقع ومضات البرق الأرضي، لكنها لا تستطيع حالياً رصد وتحديد موقع ومضات البرق الداخلي بدقة. [ 15 ] توجد بعض الشبكات الصغيرة (مثل شبكة LDAR التابعة لمركز كينيدي للفضاء، والتي يظهر أحد أجهزة استشعارها في أعلى هذه المقالة) مزودة بأنظمة قياس أوقات وصول الإشارات بترددات VHF، وتستطيع رصد وتحديد موقع ومضات البرق الداخلي. تُسمى هذه الشبكات بمصفوفات رسم خرائط البرق ، وتغطي عادةً دائرة قطرها 30-40 ميلاً.

انظر أيضاً

مراجع

  1. "الأداة: مصفوفة رسم خرائط البرق (LMA) | المركز العالمي لموارد الأرصاد الجوية المائية (GHRC)" . ghrc.nsstc.nasa.gov . تاريخ الاسترجاع: 29 أغسطس 2022 .
  2. ريتشارد كيثيل (2006). "نظرة عامة على معدات كشف الصواعق" . المعهد الوطني لسلامة الصواعق. مؤرشف من الأصل بتاريخ 11 سبتمبر 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يوليو 2006 .
  3. بروك، م.؛ ن. كيتاغاوا (1960). "تغيرات المجال الكهربائي وتصميم عدادات ومضات البرق" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 65 (7): 1927-1930 . رمز Bibcode : 1960JGR....65.1927B . doi : 10.1029/JZ065i007p01927 . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2011-06-06 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2009-07-14 .
  4. 1 2 ماكغورمان، دونالد ر.؛ راست، دبليو. ديفيد (1998). الطبيعة الكهربائية للعواصف . مطبعة جامعة أكسفورد، نيويورك. ISBN 978-0-19-507337-9.
  5. 1 2 ويليامز، إيرل ر. (1995). "الجوانب المناخية للعواصف الرعدية". في فولاند، هانز (محرر). دليل الديناميكا الكهربائية للغلاف الجوي، المجلد 1. مطبعة سي آر سي، بوكا راتون. ISBN 978-0-8493-8647-3.
  6. 1 2 ويليامز، إيرل ر. (1985). "فصل الشحنات على نطاق واسع في السحب الرعدية" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 90 (D4): 6013. Bibcode : 1985JGR....90.6013W . doi : 10.1029/jd090id04p06013 . مؤرشف من الأصل في 2011-06-06 . تم الاسترجاع في 2009-07-14 .
  7. يوشيدا، ساتورو؛ تاكيشي موريموتو؛ توموو أوشيو؛ وزين إيتشيرو كاواساكي (2009). "علاقة القوة الخامسة لنشاط البرق من خلال رصد الأقمار الصناعية لبعثة قياس هطول الأمطار الاستوائية" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 114 (D9): D09104. رمز Bibcode : 2009JGRD..114.9104Y . doi : 10.1029/2008jd010370 . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2011-06-06 . تم الاسترجاع بتاريخ 2009-07-14 .
  8. فونيغوت، برنارد ؛ مور، سي بي (1957). "النشاط الكهربائي المصاحب لإعصار بلاكويل-أودال" . مجلة الأرصاد الجوية . 14 (3): 284-285 . Bibcode : 1957JAtS...14..284M . doi : 10.1175/1520-0469(1957)014 < 0284:EAAWTB > 2.0.CO ; 2 .
  9. فونيغوت، برنارد؛ جيمس ر. وير (9 سبتمبر 1966). "الظواهر الضوئية في الأعاصير الليلية". مجلة ساينس . 153 (3741): 1213-1220 . رمز Bibcode : 1966Sci...153.1213V . doi : 10.1126/science.153.3741.1213 . PMID 17754241 . 
  10. روتليدج، إس. أ.؛ إي. آر. ويليامز؛ تي. دي. كينان (1992). "تجربة دوبلر والكهرباء في أستراليا (دندي): نظرة عامة ونتائج أولية" . نشرة الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية . 73 (1): 3-16 . Bibcode : 1992BAMS...73....3R . doi : 10.1175/1520-0477(1992)073 < 0003:TDUDAE > 2.0.CO ; 2 .
  11. 1 2 أومان، مارتن أ. (1987). التفريغ البرقي . دار النشر الأكاديمية، نيويورك . ISBN 978-0-12-708350-6.
  12. دليل مستخدم مستشعر رسم خرائط الطقس WX-500 Stormscope Series II (ملف PDF) . شركة BF Goodrich لأنظمة الطيران، 1997. الصفحات 4-2 ، 4-7 . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 21-08-2008. 
  13. غولد، رودولف هـ. (1977). البرق . المجلد 1. نيويورك: أكاديميك برس. ص 368. ISBN   978-0-12-287801-5.
  14. فولاند، هـ. (محرر): "دليل الديناميكا الكهربائية للغلاف الجوي"، مطبعة سي آر سي، بوكا راتون، 1995
  15. مورفي مارتن جيه ؛ ديميتريادس، نيكولاس دبليو إس؛ كومينز، كينيث إل؛ رونالد إل هول (2007). البرق السحابي من الشبكة الوطنية الأمريكية لرصد البرق (ملف PDF) . اللجنة الدولية للكهرباء الجوية، المؤتمر الدولي الثالث عشر للكهرباء الجوية، بكين.