NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Như Vinh NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÝ LÝ THUYẾT VÀ VẬT LÝ TOÁN Hà Nội - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ Nguyễn Như Vinh NGHIÊN CỨU MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG Chuyên ngành: Vật lý lý thuyết vật lý toán Mã số: 8440103 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH VẬT LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN XUÂN ANH Hà Nội - 2022 LỜI CAM ĐOAN Tơi Nguyễn Như Vinh, học viên khóa 2020B, ngành Vật lý, chuyên ngành Vật lý lý thuyết vật lý tốn Tơi xin cam đoan đề tài nghiên cứu luận văn cơng trình nghiên cứu dựa tài liệu, số liệu tơi tự tìm hiểu nghiên cứu Chính vậy, kết nghiên cứu đảm bảo trung thực khách quan Đồng thời, kết chưa xuất nghiên cứu Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực sai tơi hồn chịu trách nhiệm Tác giả luận văn Nguyễn Như Vinh LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Xn Anh hướng dẫn tơi suốt q trình làm luận văn Nhờ bảo tận tình thầy giúp cho tơi có kiến thức nghiên cứu vấn đề để cập luận văn giải toán đưa cách khoa học Tiếp theo, xin trân trọng cảm ơn thầy cô Học viện khoa học công nghệ Việt Nam thầy cô Viện Vật lý, Viện Hàn lâm khoa học công nghệ Việt Nam giảng dạy tận tình, trang bị cho tơi kiến thức Ngồi ra, tơi xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo, phòng Đào tạo, phòng chức Học viện khoa học công nghệ Việt Nam tạo điều kiện cho tơi học tập hồn thành khóa luận cách thuận lợi Tơi xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè đồng nghiệp ủng hộ, động viên, tạo điều kiện giúp tơi hồn thành luận văn Trong q trình học tập hồn thành luận văn, thực học tập với tinh thần nghiêm túc chắn tránh khỏi sai sót Rất mong nhận thơng cảm bảo tận tình đến từ thầy bạn Hà Nội, ngày tháng năm 2022 Tác giả Nguyễn Như Vinh MỤC LỤC Danh mục bảng i Danh mục hình vẽ, đồ thị .ii MỞ ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN DÔNG .4 1.1 LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU 1.2 CƠ BẢN VỀ DÔNG 1.2.1 Quy mô dông 1.2.2 Ngun nhân hình thành dơng .8 1.2.3 Cấu trúc không gian .9 1.2.4 Điều kiện hình thành dơng 1.2.5 Các giai đoạn phát triển dông .10 1.3 ĐIỆN TRƯỜNG GÂY RA BỞI TẦNG ĐIỆN LY 12 1.4 ĐIỆN TÍCH TRONG KHƠNG GIAN 15 1.5 PHÂN LỚP ĐIỆN CỰC 16 1.6 SỰ NHIỄM ĐIỆN TRONG CÁC ĐÁM MÂY 17 1.7 BẢN CHẤT ĐIỆN TRONG MÂY DÔNG 18 1.7.1 Cấu trúc điện tích mây dơng 18 1.7.2 Dịng điện mây dơng 22 1.8 NGHIÊN CỨU CẢNH BÁO SÉT 23 Chương PHƯƠNG PHÁP VÀ SỐ LIỆU NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐIỆN TRƯỜNG MÂY DÔNG 26 2.1 ĐỊNH LUẬT CU-LÔNG VÀ ĐIỆN TRƯỜNG .26 2.2 KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG ĐIỆN TRƯỜNG TRÊN MẶT ĐẤT 29 2.3 CÁC SỐ LIỆU ĐẦU VÀO .32 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36 3.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN VỊ TRÍ ĐÁM MÂY ĐIỆN TÍCH 36 3.2 KẾT QUẢ TÍNH TỐN VỊ TRÍ ĐÁM MÂY ĐIỆN TÍCH .38 3.3 KẾT QUẢ TỔNG LƯỢNG ĐIỆN TÍCH VÀ ĐIỆN TRƯỜNG 41 3.3.1 Tổng lượng điện tích 41 3.3.2 Điện trường mô .42 KẾT LUẬN 45 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 Danh mục bảng Bảng 3.1 Tọa độ vị trí 37 Bảng 3.2 Chỉ số trùng lặp vị trí đám mây điện tích vùng đám mây gây mưa 40 Bảng 3.3 Hệ số tương quan giá trị điện trường tính tốn giá trị điện trường đo thực tế: 44 Danh mục hình vẽ, đồ thị Hình 1.1 Dơng hệ thống hình thành hai khối khơng khí nóng lạnh giao tranh [12] Hình 1.2 Dơng đơn lẻ hình thành khối khí [12] Hình 1.3 Các giai đoạn phát triển dơng, hình thành, phát triển tan rã 12 Hình 1.4 Cấu trúc điện trường thời tiết đẹp 14 Hình 1.5 Điện trường theo thời gian ngày thời tiết tốt .15 Hình 1.6 Giá trị điện trường theo khoảng cách đến lưỡng cực 19 Hình 1.7 Cấu trúc điện tích dơng [4] 20 Hình 1.8 Cấu trúc điện trường mây dơng Krehbiel (1986) [25] 21 Hình 1.9 Cường độ điện trường dông 24 Hình 2.1 Hai điện tích điểm q1 q2 đặt cách đoạn r .26 Hình 2.2 Điện tích ảnh 28 Hình 2.3 Bộ khuếch đại điện tích 29 Hình 2.4 Bộ phận khí cảm biến điện trường .30 Hình 2.5 Hình ảnh thực tế thiết bị EFM100 30 Hình 2.6 Radar băng X Học viện Nơng nghiệp Việt Nam 31 Hình 2.7 Hình ảnh dông từ Radar 32 Hình 2.8 Điện trường đo Phú Thụy 33 Hình 2.9 Điện trường đo Phú Xuyên .34 Hình 2.10 Điện trường đo Chương Mỹ 35 Hình 3.1 Đám mây điện tích đám mây radar giai đoạn dơng 38 Hình 3.2 Đám mây điện tích đám mây radar giai đoạn đầu hình thành dông .39 Hình 3.3 Đám mây điện tích đám mây radar giai đoạn kết thúc dông 40 Hình 3.4 Tổng điện tích đám mây theo thời gian theo mơ hình lưỡng cực 41 Hình 3.5 Tổng điện tích đám mây theo thời gian theo mơ hình lưỡng cực 42 Hình 3.6 Điện trường tính tốn Phú Thụy 43 Hình 3.7 Điện trường tính tốn Phú Xun 43 Hình 3.8 Điện trường tính tốn Chương Mỹ 44 MỞ ĐẦU Việt Nam nằm tâm dông châu Á với hoạt động dông sét mạnh gây ảnh hưởng trực tiếp lên kinh tế xã hội Hàng năm, theo thống kê chưa đầy đủ thiệt hại lên tới nhiều tỷ đồng cho ngành điện lực, cơng nghiệp, bưu viễn thơng, hàng khơng, qn đội, dầu khí Ngồi thiệt hại kinh tế, sét gây chết người gây tâm lý hoang mang số địa phương xã Cổ Dũng (Hải Dương), huyện Đông Anh (Hà Nội), Đồng sông Cửu Long Trong năm gần đây, việc sử dụng nhiều thiết bị điện tử, viễn thông nhạy cảm với sét dẫn đến thiệt hại sét tăng lên đáng kể Không trường hợp sét đánh thẳng mà tác động điện từ tia sét đánh gần gây thiệt hại người biến đổi nguy hiểm tình trạng mơi trường Việc nghiên cứu dơng sét dự báo sét khơng mang tính khoa học mà ý nghĩa thực tiễn cao Để xác định cấu trúc điện mây dơng, sử dụng nhiều phương pháp quan trắc vệ tinh, radar, định vị sét, thiết bị khí tượng [1-4] Các quan trắc trực tiếp điện từ trường, định vị sét thực hiện, sở tính tốn vị trí độ lớn điện tích mây dơng (Jacobson Krider, 1976; Krehbiel, 1979; Krider, 1989; Koshak Krider,1989; Qie, 2000; Ravichandran, 2004; Qie, 2009, Shao and Krehbiel, 1996) [5-11] Khảo sát thực nghiệm cho thấy, thông thường mây dơng có kết cấu sau: vùng điện tích âm nằm khu vực độ cao km, vùng điện tích dương phần đám mây độ cao 8-12 km khối điện tích dương nhỏ phía chân mây Sau tích điện đủ lớn, sét xảy khối điện tích trung hịa Thơng thường phóng điện xảy mây trước, sau diễn q trình phóng điện xuống đất Ở Việt Nam nghiên cứu triển khai dựa số liệu đa nguồn xác định hoạt động dông sét với thông số mật độ sét bước đầu dự báo sét (Nguyễn Xuân Anh, 2007, 2008, 2010) [12-14] Các nghiên cứu thực nghiệm thực Hà Nội, Quảng Nam Vũng Tàu Trong thời gian qua, với nguồn số liệu nhiều từ mặt đất vệ tinh, chất lượng số liệu nhiều cho phép thực nghiên cứu sâu môi trường điện mây dông điện từ trường sét gây nên Trên sở này, tốn dự báo hoạt động dơng sét xác