Кіріспе
Найзағайдың ұшырауын қашықтан бақылау Найзағай детекторы - найзағайдың ұшырауын анықтайтын құрылғы. Детекторлардың үш негізгі түрі бар: бірнеше антенналарды пайдаланатын жердегі жүйелер, бір жерде (көбінесе ұшақта) бағыт пен сезім антеннасын пайдаланатын мобильді жүйелер және ғарышқа негізделген жүйелер. Мұндай құрылғыны алғаш рет 1894 жылы Александр Степанович Попов ойлап тапты. Сонымен қатар бұл әлемдегі алғашқы радиоқабылдағыш болды. Жердегі және жылжымалы детекторлар найзағайдың бағыты мен күшін қазіргі жерден радио бағытын анықтау әдістерімен бірге найзағайдың таралатын сипаттамалық жиіліктерін талдау арқылы есептейді. Жердегі жүйелер қашықтықты анықтау үшін бірнеше жерден триангуляцияны қолдана алады, ал мобильді жүйелер сигнал жиілігі мен әлсіретуін пайдалана отырып, қашықтықты бағалай алады. Жерсеріктік ғарыш детекторлары тікелей бақылау арқылы найзағайдың қашықтығын, бағытын және күшін анықтауға мүмкіндік береді. Жердегі найзағай детекторлары желілерін АҚШ-тағы Ұлттық ауа райы қызметі, Канаданың метеорологиялық қызметі, найзағайды анықтау жөніндегі Еуропалық ынтымақтастық (EUCLID), барлық жердегі метеорология институты (Ubimet) және электр коммуналдық қызметтер мен орман өрттерінің алдын алу қызметі сияқты басқа ұйымдар пайдаланады.
A lightning detector is a device that detects lightning produced by thunderstorms. There are three primary types of detectors: ground based systems using multiple antennas, mobile systems using a direction and a sense antenna in the same location (often aboard an aircraft), and space based systems. The first such device was invented in 1894 by Alexander Stepanovich Popov. It was also the first radio receiver in the world. Ground based and mobile detectors calculate the direction and severity of lightning from the current location using radio direction finding techniques along with an analysis of the characteristic frequencies emitted by lightning. Ground based systems can use triangulation from multiple locations to determine distance, while mobile systems can estimate distance using signal frequency and attenuation. Space based detectors on satellites can be used to locate lightning range, bearing and intensity by direct observation. Ground based lightning detector networks are used by meteorological services like the National Weather Service in the United States, the Meteorological Service of Canada, the European Cooperation for Lightning Detection (EUCLID), the Institute for Ubiquitous Meteorology (Ubimet) and by other organizations like electrical utilities and forest fire prevention services.
Шектеулер
Жарық табу үшін қолданылатын әрбір жүйенің өзіндік шектеулері бар. Бір жерде орналасқан найзағай желісі кем дегенде үш антеннамен найзағайды байқап, оны қателік шегімен анықтай алады. Бұл көбінесе бұлттан бұлтқа шамды қабылдамауға әкеледі, өйткені бір антенна флештің бастапқы бұлттағы орнын, ал екінші антенна қабылдаушыны байқайды. Нәтижесінде, жер бетіндегі желілер, әсіресе, бұлттан бұлтқа найзағайдың таралуымен байланысты дауылдардың басында, жарылыстардың санын кем бағалайды. Бірнеше орынды және ұшу уақытын анықтау әдістерін қолданатын жердегі жүйелерде орынды есептеу үшін соққы және уақыт деректерін жинау үшін орталық құрылғы болуы тиіс. Сонымен қатар, әрбір анықтау станциясында есептеуде қолданылатын дәлдікті уақыт көзі болуы тиіс. Олар үшбұрышты емес, әлсіретуді қолданады, сондықтан мобильді детекторлар кейде жақын маңдағы әлсіз найзағайды алыстағы күшті деп қате көрсетеді немесе керісінше. Ғарышқа негізделген найзағай желілері осы шектеулердің ешқайсысынан зардап шекпейді, бірақ олармен ұсынылған ақпарат көбінесе бірнеше минутқа созылады, сондықтан оны әуе навигациясы сияқты нақты уақыт қолданбаларында шектеулі қолданады.
A single ground based lightning network must be able to detect a flash with at least three antennas to locate it with an acceptable margin of error. This often leads to the rejection of cloud to cloud lightning, as one antenna might detect the position of the flash on the starting cloud and the other antenna the receiving one. As a result, ground based networks have a tendency to underestimate the number of flashes, especially at the beginning of storms where cloud to cloud lightning is prevalent. Ground based systems that use multiple locations and time of flight detection methods must have a central device to collect strike and timing data to calculate location. In addition, each detection station must have a precision timing source that is used in the calculation. Since they use attenuation rather than triangulation, mobile detectors sometimes mistakenly indicate a weak lightning flash nearby as a strong one further away, or vice versa. Space based lightning networks suffer from neither of these limitations, but the information provided by them is often several minutes old by the time it is widely available, making it of limited use for real time applications such as air navigation.
Найзағай детекторлары мен ауа райы радары
Найзағай детекторлары мен ауа райы радары дауылдарды анықтауға бірлесіп жұмыс істейді. Найзағай детекторлары электрлік белсенділікті, ал ауа райы радары жауын-шашынды көрсетеді. Бұл екі құбылыс да найзағайлармен байланысты және дауылдың күшін көрсетуге көмектеседі. Ауа тұрақсыздықтан жоғары қарай қозғалады. Конденсация пайда болады және радар жер бетіндегі эхоны байқайды (түсті аймақтар). Ақырында жаңбыр тамшыларының көптігі жоғары қарай ағып бара жатқан желдің әсерінен тым көп болады да, олар жерге қарай құлайды. Бұлт найзағайдың пайда болуына дейін белгілі бір тік шамада қалыптасуы керек, сондықтан ауа райы радары, әдетте, найзағай детекторынан бұрын дауылдың пайда болуын көрсетеді. Ертеректе алынған мәліметтерден жаңбырлы бұлттың найзағайлы дауылға айналуы әрқашан анық емес, ал ауа райы радары кейде радиолокациялық шамалылық әсерінен маскалау әсерінен зақымданады, онда радарға жақын жауын-шашын алыста (бәлкім, әлдеқайда қарқынды) жауын-шашынды жасыра алады. Найзағай детекторлары маскалау әсерінен зардап шекпейді және жаңбырлы бұлттың найзағайлы дауылға айналғандығын растай алады. Найзағайлар да радармен жазылған жауын-шашыннан тыс жерде орналасуы мүмкін. Екінші суретте бұл соққылар найзағайлы бұлттың (жоғары жағындағы желдің құмулонимбус бұлттың алдында ұшып кеткен жоғарғы бөлігі) немесе жаңбыр шахтасының сыртқы шетінен басталғанда пайда болатыны көрсетілген. Екі жағдайда да жақын маңдағы бір жерде радарлы эхолар бар.
Әуе қатынасы пайдалануы
Үлкен авиалайнерлер найзағай детекторларына қарағанда ауа райын анықтау үшін радарларды көбірек қолданады, өйткені ауа райы радары турбулентті тудыратын кішігірім дауылдарды байқай алады; дегенмен, қазіргі заманғы авиаэлектроника жүйелері көбінесе қосымша қауіпсіздік үшін найзағайды анықтауды да қамтиды. Кіші ұшақтар үшін, әсіресе жалпы авиацияда, найзағай детекторларының екі негізгі бренді бар (көбінесе радио атмосфералықтардың қысқаша атауы ретінде аталады): Stormscope, бастапқыда Райан (кейінгі Б. Ф. Гудрич) және қазіргі уақытта L 3 Communications және Strikefinder, Insight өндірген. Strikefinder IC (ішкі бұлт) және CG (будан жерге) соққыларын анықтай алады және дұрыс көрсетеді, сондай-ақ нақты соққылар мен ионосферадан шағылысқан сигналдардың арасындағы айырмашылықты ажырата алады. Найзағай детекторлары арзан және жеңіл, сондықтан оларды жеңіл ұшақ иелері қызықтырады (әсіресе бір қозғалтқыш ұшақ иелері, онда ұшақтың мұрны радом орнатуға жарамсыз).