Tytuł pozycji:
The time and power spectrum density analysis of different lightning components based on electric field waveforms from 2014 thunderstorm season recorded in the south-eastern part of Poland
This paper is focused on the Power Spectrum Density analysis of the lightning electric field signatures collected in Subcarpathian part of Poland, in 2014. Lightning records were carried out in two different ways. The slow electric field sensor (TLF-ELF), the mill, was used for observation of lightning activity during entire thunderstorm lifetime. The second recording mode was the acquisition of fast electric field changes (0.3 Hz to 3 MHz) associated with different types of cloud-to-ground (CG) and inter-, intra-cloud (IC) type discharges. The registration process was synchronized with microsecond time precision. This allowed to relate lightning stroke detections to these reported by the LINET, the commercial lightning location system. Different lightning stroke components, as e.g. the preliminary breakdown (PB), the return stroke (RS) and the continuing current (CC) were identified with application of the Short-Time Fourier Transform. The spectral analysis might be adapted to improve in future some detection algorithms used in lightning location systems. Such lightning CG stroke discrimination is not applied as yet by any lightning location system routinely operated in Europe.
W artykule skupiono się na analizie spektrogramów widmowej gęstości mocy wyznaczonych dla różnych przebiegów piorunowego pola elektrycznego zebranych w południowo-wschodniej części Polski w 2014 roku. Dane zostały zebrane z wykorzystaniem dwóch sensorów pola elektrycznego. Sensor pola elektrycznego pracujący w zakresie TLF-ELF umożliwił obserwację aktywności burzowej w długofalowym okresie czasu. Drugi typ rejestracji obejmował akwizycję szybkich zmian pola elektrycznego (0.3 Hz do 3 MHz) pochodzących of różnych typów wyładowań doziemnych oraz wewnątrz-, między-chmurowych. Proces rejestracji został zsynchronizowany z mikrosekundową precyzją. Pozwoliło to na porównanie własnych rejestracji z detekcjami LINET-u – komercyjnego systemu lokalizacji wyładowań. Różne składowe wyładowania takie jak wyładowania wstępne, udar główny oraz prąd długotrwały zostały zidentyfikowane z wykorzystaniem krótkoczasowej transformaty Fouriera. Analiza spektralna może w przyszłości zostać wykorzystana w usprawnieniu algorytmów detekcji wyładowań. Taki rodzaj identyfikacji wyładowań doziemnych nie został jak dotąd zaimplementowany w żadnym systemie lokalizacji wyładowań atmosferycznych pracującym regularnie w obszarze Europy.
Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.
