आकाशीय विद्युत संसूचक: Difference between revisions
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{{Short description|Remote observation of lightning strikes}} | {{Short description|Remote observation of lightning strikes}} | ||
[[File:2021 08 10 Lightning Mapping Array-7497.jpg|thumb|राष्ट्रीय महासागरीय और वायुमंडलीय प्रशासन में से एक [[राष्ट्रीय गंभीर तूफान प्रयोगशाला]] लाइटनिंग मैपिंग ऐरे (एलएमए) सेंसर<ref>{{Cite web |title=Instrument: Lightning Mapping Array (LMA) {{!}} Global Hydrometeorology Resource Center (GHRC) |url=https://ghrc.nsstc.nasa.gov/home/micro-articles/instrument-lightning-mapping-array-lma |access-date=2022-08-29 |website=ghrc.nsstc.nasa.gov |language=en}}</ref>]] | [[File:2021 08 10 Lightning Mapping Array-7497.jpg|thumb|राष्ट्रीय महासागरीय और वायुमंडलीय प्रशासन में से एक [[राष्ट्रीय गंभीर तूफान प्रयोगशाला]] लाइटनिंग मैपिंग ऐरे (एलएमए) सेंसर<ref>{{Cite web |title=Instrument: Lightning Mapping Array (LMA) {{!}} Global Hydrometeorology Resource Center (GHRC) |url=https://ghrc.nsstc.nasa.gov/home/micro-articles/instrument-lightning-mapping-array-lma |access-date=2022-08-29 |website=ghrc.nsstc.nasa.gov |language=en}}</ref>]]'''आकाशीय विद्युत संसूचक''' एक ऐसा उपकरण है जो गरज के साथ उत्पन्न बिजली का पता लगाता है। सूचकों के तीन प्राथमिक प्रकार हैं: 'ग्राउंड-आधारित' प्रणाली कई एंटेना का उपयोग करते हैं, मोबाइल प्रणाली एक ही स्थान पर एक दिशा और एक सेंस एंटीना का उपयोग करते हैं ( अधिकांशतः एक विमान में), और 'स्पेस-आधारित' प्रणाली है | ||
इस तरह के पहले उपकरण का आविष्कार 1894 में [[अलेक्जेंडर स्टेपानोविच पोपोव]] ने किया था। यह दुनिया का पहला [[रिसीवर (रेडियो)]] भी था। | इस तरह के पहले उपकरण का आविष्कार 1894 में [[अलेक्जेंडर स्टेपानोविच पोपोव]] ने किया था। यह दुनिया का पहला [[रिसीवर (रेडियो)]] भी था। | ||
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जब रात में एक बादल के अंदर बिजली गिरती है, तो पूरा बादल प्रकाशित दिखाई देता है। दिन के उजाले में ये इंट्राक्लाउड फ्लैश मानव आंखों के लिए संभवतः ही कभी दिखाई देते हैं; फिर भी ऑप्टिकल सेंसर उनका पता लगा सकते हैं। प्रारंभिक मिशनों में स्पेस यान की खिड़की से देखते हुए, स्पेस यात्रियों ने ऑप्टिकल सेंसर का उपयोग किया जाता है जिससे कि दूर तक सूरज के प्रकाश वाले बादलों में बिजली का पता लगाया जा सकता है। इस एप्लिकेशन ने दोहरे सिग्नल पोर्टेबल लाइटनिंग सूचक के विकास का नेतृत्व किया जो कि प्रकाश चमक के साथ-साथ पिछले उपकरणों द्वारा पता लगाए गए "विक्षनरी: स्फ़ेरिक्स" संकेतों का उपयोग करता है। | जब रात में एक बादल के अंदर बिजली गिरती है, तो पूरा बादल प्रकाशित दिखाई देता है। दिन के उजाले में ये इंट्राक्लाउड फ्लैश मानव आंखों के लिए संभवतः ही कभी दिखाई देते हैं; फिर भी ऑप्टिकल सेंसर उनका पता लगा सकते हैं। प्रारंभिक मिशनों में स्पेस यान की खिड़की से देखते हुए, स्पेस यात्रियों ने ऑप्टिकल सेंसर का उपयोग किया जाता है जिससे कि दूर तक सूरज के प्रकाश वाले बादलों में बिजली का पता लगाया जा सकता है। इस एप्लिकेशन ने दोहरे सिग्नल पोर्टेबल लाइटनिंग सूचक के विकास का नेतृत्व किया जो कि प्रकाश चमक के साथ-साथ पिछले उपकरणों द्वारा पता लगाए गए "विक्षनरी: स्फ़ेरिक्स" संकेतों का उपयोग करता है। | ||
* उत्तम संवेदनशीलता: अतीत में, जमीन पर उपयोग के लिए सस्ती पोर्टेबल वाले और मूल्यवान विमान प्रणालियों दोनों, बिजली सूचकों ने कम आवृत्ति विकिरण का पता लगाया क्योंकि कम आवृत्तियों पर विक्षनरी द्वारा उत्पन्न सिग्नल: सीजी लाइटनिंग या बादल से जमीन तक (सीजी) बिजली प्रबल होती है (उच्च आयाम होती है) और इस प्रकार इसका पता लगाना | * उत्तम संवेदनशीलता: अतीत में, जमीन पर उपयोग के लिए सस्ती पोर्टेबल वाले और मूल्यवान विमान प्रणालियों दोनों, बिजली सूचकों ने कम आवृत्ति विकिरण का पता लगाया क्योंकि कम आवृत्तियों पर विक्षनरी द्वारा उत्पन्न सिग्नल: सीजी लाइटनिंग या बादल से जमीन तक (सीजी) बिजली प्रबल होती है (उच्च आयाम होती है) और इस प्रकार इसका पता लगाना सरल होता है। चूँकि कम आवृत्तियों पर आरएफ ध्वनि भी प्रबल होता है। आरएफ ध्वनि रिसेप्शन को कम करने के लिए, कम आवृत्ति सेंसर कम संवेदनशीलता (सिग्नल रिसेप्शन थ्रेसहोल्ड) पर संचालित होते हैं और इस प्रकार कम तीव्र बिजली संकेतों का पता नहीं लगाते हैं। इससे लंबी दूरी पर बिजली का पता लगाने की क्षमता कम हो जाती है क्योंकि सिग्नल की तीव्रता दूरी के वर्ग के साथ घट जाती है। यह इंट्राक्लाउड (आईसी) फ्लैश का पता लगाने को भी कम करता है जो सामान्यतः सीजी फ्लैश से दुर्बल होते हैं। | ||
* उन्नत इंट्राक्लाउड लाइटनिंग सूचल : एक ऑप्टिकल सेंसर और संयोग परिपथ के अतिरिक्त न केवल आरएफ ध्वनि के कारण होने वाले गलत अलार्म को समाप्त करता है; यह आरएफ सेंसर को उच्च संवेदनशीलता पर संचालित करने की अनुमति देता है और आईसी लाइटनिंग की उच्च आवृत्तियों की विशेषता को अनुभव करता है और आईसी संकेतों के दुर्बल उच्च आवृत्ति घटकों और अधिक दूर की चमक का पता लगाने में सक्षम बनाता है। | * उन्नत इंट्राक्लाउड लाइटनिंग सूचल : एक ऑप्टिकल सेंसर और संयोग परिपथ के अतिरिक्त न केवल आरएफ ध्वनि के कारण होने वाले गलत अलार्म को समाप्त करता है; यह आरएफ सेंसर को उच्च संवेदनशीलता पर संचालित करने की अनुमति देता है और आईसी लाइटनिंग की उच्च आवृत्तियों की विशेषता को अनुभव करता है और आईसी संकेतों के दुर्बल उच्च आवृत्ति घटकों और अधिक दूर की चमक का पता लगाने में सक्षम बनाता है। | ||
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* प्रारंभिक चेतावनी: आईसी फ्लैश का पता लगाना महत्वपूर्ण है क्योंकि वे सामान्यतः सीजी फ्लैश से 5 से 30 मिनट पहले होते हैं। और इस तरह लाइटनिंग तूफान के विकसित होने की पूर्व चेतावनी प्रदान कर सकता है , सीजी-ओनली सूचक की तुलना में व्यक्तिगत-सुरक्षा और स्टॉर्म-स्पॉटिंग अनुप्रयोगों में सूचक की प्रभावशीलता को बहुत बढ़ाता है . बढ़ी हुई संवेदनशीलता पहले से विकसित तूफानों की चेतावनी भी देती है जो अधिक दूर हैं किंतु उपयोगकर्ता की ओर बढ़ सकते हैं। | * प्रारंभिक चेतावनी: आईसी फ्लैश का पता लगाना महत्वपूर्ण है क्योंकि वे सामान्यतः सीजी फ्लैश से 5 से 30 मिनट पहले होते हैं। और इस तरह लाइटनिंग तूफान के विकसित होने की पूर्व चेतावनी प्रदान कर सकता है , सीजी-ओनली सूचक की तुलना में व्यक्तिगत-सुरक्षा और स्टॉर्म-स्पॉटिंग अनुप्रयोगों में सूचक की प्रभावशीलता को बहुत बढ़ाता है . बढ़ी हुई संवेदनशीलता पहले से विकसित तूफानों की चेतावनी भी देती है जो अधिक दूर हैं किंतु उपयोगकर्ता की ओर बढ़ सकते हैं। | ||
* तूफान का स्थान: दिन के उजाले में भी, "तूफान का पीछा करना" दिशात्मक ऑप्टिकल सूचकों का उपयोग कर सकता है जो एक अलग बादल पर इंगित किया जा सकता है जिससे कुछ दूरी पर गरज के बादलों को अलग किया जा सकता है । यह सबसे तेज तूफान की पहचान करने के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जो [[बवंडर]] उत्पन्न करते हैं, क्योंकि ऐसे तूफान दुर्बल गैर-तूफान वाले तूफानों की तुलना में अधिक उच्च आवृत्ति विकिरण के साथ उच्च फ्लैश दर उत्पन्न करते हैं।<ref name="0-19-507337-1">{{cite book | title=तूफानों की विद्युत प्रकृति| date=1998 | publisher=Oxford University Press, NY | isbn=978-0-19-507337-9 |author1=MacGorman, Donald R. |author2=Rust, W. David }}</ref>{{rp|248}} | * तूफान का स्थान: दिन के उजाले में भी, "तूफान का पीछा करना" दिशात्मक ऑप्टिकल सूचकों का उपयोग कर सकता है जो एक अलग बादल पर इंगित किया जा सकता है जिससे कुछ दूरी पर गरज के बादलों को अलग किया जा सकता है । यह सबसे तेज तूफान की पहचान करने के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जो [[बवंडर]] उत्पन्न करते हैं, क्योंकि ऐसे तूफान दुर्बल गैर-तूफान वाले तूफानों की तुलना में अधिक उच्च आवृत्ति विकिरण के साथ उच्च फ्लैश दर उत्पन्न करते हैं।<ref name="0-19-507337-1">{{cite book | title=तूफानों की विद्युत प्रकृति| date=1998 | publisher=Oxford University Press, NY | isbn=978-0-19-507337-9 |author1=MacGorman, Donald R. |author2=Rust, W. David }}</ref>{{rp|248}} | ||
* [[ microburst | माइक्रोबर्स्ट]] | * [[ microburst | माइक्रोबर्स्ट]] पूर्वानुमान: आईसी फ्लैश सूचक भी माइक्रोबर्स्ट की पूर्वानुमान करने के लिए एक विधि प्रदान करता है।<ref name="0-84-938647-0">{{cite book |last=Williams | first=Earle R. |authorlink=Earle R. Williams|editor-first=Hans | editor-last=Volland |title=हैंडबुक ऑफ एटमॉस्फेरिक इलेक्ट्रोडायनामिक्स, वॉल्यूम। 1|publisher= CRC Press, Boca Raton |date=1995 |chapter=Meteorological aspects of thunderstorms |isbn=978-0-8493-8647-3}}</ref>{{rp|46–47}} संवहन कोशिकाओं में अपड्राफ्ट तब विद्युतीकृत होना प्रारंभ हो जाता है जब यह ऊंचाई पर पर्याप्त रूप से ठंडा हो जाता है जिससे मिश्रित चरण वाले हाइड्रोमेटियर (पानी और बर्फ के कण) समान मात्रा में उपस्थित हो सकें। विद्युतीकरण बर्फ के कणों और पानी की बूंदों या पानी से लिपटे बर्फ के कणों के बीच टकराव के कारण होता है। हल्के बर्फ के कणों (बर्फ) को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है और बादल के मध्य भाग में नकारात्मक रूप से आवेशित पानी की बूंदों को पीछे छोड़ते हुए बादल के ऊपरी भाग में ले जाया जाता है।<ref name="JD090iD04p06013">{{cite journal|url=http://www.agu.org/pubs/crossref/1985/JD090iD04p06013.shtml|title=गरज वाले बादलों में बड़े पैमाने पर आवेश का पृथक्करण|last=Williams|first=Earle R.|authorlink=Earle R. Williams|journal=Journal of Geophysical Research|date=1985|volume=90|issue=D4|doi=10.1029/jd090id04p06013|bibcode=1985JGR....90.6013W|pages=6013|access-date=2009-07-14|archive-date=2011-06-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20110606065735/http://www.agu.org/pubs/crossref/1985/JD090iD04p06013.shtml|url-status=dead}}</ref>{{rp|6014}} ये दो आवेश केंद्र एक विद्युत क्षेत्र बनाते हैं जिससे लाइटनिंग उत्पन्न होती है। अपड्राफ्ट तब तक जारी रहता है जब तक कि सारा तरल पानी बर्फ में परिवर्तित नहीं हो जाता है, जो अपड्राफ्ट को चलाने वाली [[अव्यक्त गर्मी]] को छोड़ता है। जब सारा पानी परिवर्तित हो जाता है, तो बिजली की दर के रूप में अपड्राफ्ट तेजी से ढह जाता है। इस प्रकार बिजली की दर में एक बड़े मूल्य में वृद्धि, अधिकत्तर आईसी डिस्चार्ज के कारण, दर में तेजी से गिरावट के बाद अपड्राफ्ट के पतन का एक विशिष्ट संकेत प्रदान करता है जो डाउनबर्स्ट में कणों को नीचे ले जाता है। जब बर्फ के कण क्लाउडबेस के पास गर्म तापमान तक पहुँचते हैं तो वे पिघल जाते हैं जिससे वायुमंडलीय शीतलन होता है; इसी तरह, पानी की बूंदें वाष्पित हो जाती हैं, जिससे ठंडक भी होती है। यह शीतलन वायु घनत्व को बढ़ाता है जो माइक्रोबर्स्ट के लिए प्रेरक शक्ति है। गस्ट फ्रंट अधिकांशतः गरज के साथ अनुभव की जाने वाली ठंडी हवा इस तंत्र के कारण होती है। | ||
* तूफान की पहचान/ट्रैकिंग: कुछ तूफ़ान, आईसी पहचान और अवलोकन द्वारा पहचाने जाते हैं, कोई सीजी फ्लैश नहीं करते हैं और सीजी सेंसिंग प्रणाली के साथ इसका पता नहीं लगाया जाएगा। आईसी फ्लैश भी कई बार होते हैं <ref name="0-19-507337-1" />{{rp|192}} सीजी के रूप में इसलिए अधिक प्रबल संकेत प्रदान करें। आईसी फ्लैश के सापेक्ष उच्च घनत्व (संख्या प्रति इकाई क्षेत्र) बिजली की मैपिंग करते समय संवहन कोशिकाओं की पहचान करने की अनुमति देता है जबकि सीजी लाइटनिंग उन कोशिकाओं की पहचान करने के लिए बहुत कम और दूर होती है जो सामान्यतः लगभग 5 किमी व्यास की होती हैं। एक तूफान के बाद के चरणों में सीजी फ्लैश गतिविधि कम हो जाती है और तूफान समाप्त हो सकता है - किंतु सामान्यतः अभी भी आईसी गतिविधि अवशेष मध्य-ऊंचाई और उच्च सिरस एविल बादलों में चल रही है, इसलिए सीजी बिजली की संभावना अभी भी उपस्थित है . | * तूफान की पहचान/ट्रैकिंग: कुछ तूफ़ान, आईसी पहचान और अवलोकन द्वारा पहचाने जाते हैं, कोई सीजी फ्लैश नहीं करते हैं और सीजी सेंसिंग प्रणाली के साथ इसका पता नहीं लगाया जाएगा। आईसी फ्लैश भी कई बार होते हैं <ref name="0-19-507337-1" />{{rp|192}} सीजी के रूप में इसलिए अधिक प्रबल संकेत प्रदान करें। आईसी फ्लैश के सापेक्ष उच्च घनत्व (संख्या प्रति इकाई क्षेत्र) बिजली की मैपिंग करते समय संवहन कोशिकाओं की पहचान करने की अनुमति देता है जबकि सीजी लाइटनिंग उन कोशिकाओं की पहचान करने के लिए बहुत कम और दूर होती है जो सामान्यतः लगभग 5 किमी व्यास की होती हैं। एक तूफान के बाद के चरणों में सीजी फ्लैश गतिविधि कम हो जाती है और तूफान समाप्त हो सकता है - किंतु सामान्यतः अभी भी आईसी गतिविधि अवशेष मध्य-ऊंचाई और उच्च सिरस एविल बादलों में चल रही है, इसलिए सीजी बिजली की संभावना अभी भी उपस्थित है . | ||
* तूफान की तीव्रता का परिमाणीकरण: आईसी पहचान का एक अन्य लाभ यह है कि फ्लैश दर (संख्या प्रति मिनट) थंडरक्लाउड में अपड्राफ्ट के संवहन वेग की 5वीं शक्ति के समानुपाती होती है।<ref name="JD090iD04p06013" />{{rp|6018–6019}}<ref>{{cite journal|url=http://www.agu.org/pubs/crossref/2009/2008JD010370.shtml|title=ट्रॉपिकल रेनफॉल मेजरिंग मिशन सैटेलाइट ऑब्जर्वेशन से बिजली की गतिविधि के लिए पांचवां-शक्ति संबंध|journal=Journal of Geophysical Research|date=2009|first=Satoru|last=Yoshida|author2=Takeshi Morimoto|author3=Tomoo Ushio|author4=ZenIchiro Kawasaki|name-list-style=amp|volume=114|issue=D9|pages=D09104|doi=10.1029/2008jd010370|bibcode=2009JGRD..114.9104Y|doi-access=free|access-date=2009-07-14|archive-date=2011-06-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20110606065804/http://www.agu.org/pubs/crossref/2009/2008JD010370.shtml|url-status=dead}}</ref> इस गैर-रैखिक प्रतिक्रिया का अर्थ है कि बादल की ऊंचाई में एक छोटा सा बदलाव, जिसे रडार पर कठिन से देखा जा सकता है, फ्लैश रेट में बड़े बदलाव के साथ होगा। उदाहरण के लिए, बादल की ऊंचाई (तूफान की गंभीरता का एक उपाय) में कठिन से ध्यान देने योग्य 10% की वृद्धि से कुल फ़्लैश दर में 60% परिवर्तन होगा, जिसे | * तूफान की तीव्रता का परिमाणीकरण: आईसी पहचान का एक अन्य लाभ यह है कि फ्लैश दर (संख्या प्रति मिनट) थंडरक्लाउड में अपड्राफ्ट के संवहन वेग की 5वीं शक्ति के समानुपाती होती है।<ref name="JD090iD04p06013" />{{rp|6018–6019}}<ref>{{cite journal|url=http://www.agu.org/pubs/crossref/2009/2008JD010370.shtml|title=ट्रॉपिकल रेनफॉल मेजरिंग मिशन सैटेलाइट ऑब्जर्वेशन से बिजली की गतिविधि के लिए पांचवां-शक्ति संबंध|journal=Journal of Geophysical Research|date=2009|first=Satoru|last=Yoshida|author2=Takeshi Morimoto|author3=Tomoo Ushio|author4=ZenIchiro Kawasaki|name-list-style=amp|volume=114|issue=D9|pages=D09104|doi=10.1029/2008jd010370|bibcode=2009JGRD..114.9104Y|doi-access=free|access-date=2009-07-14|archive-date=2011-06-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20110606065804/http://www.agu.org/pubs/crossref/2009/2008JD010370.shtml|url-status=dead}}</ref> इस गैर-रैखिक प्रतिक्रिया का अर्थ है कि बादल की ऊंचाई में एक छोटा सा बदलाव, जिसे रडार पर कठिन से देखा जा सकता है, फ्लैश रेट में बड़े बदलाव के साथ होगा। उदाहरण के लिए, बादल की ऊंचाई (तूफान की गंभीरता का एक उपाय) में कठिन से ध्यान देने योग्य 10% की वृद्धि से कुल फ़्लैश दर में 60% परिवर्तन होगा, जिसे सरली से देखा जा सकता है। "टोटल लाइटनिंग" सामान्यतः अदृश्य (दिन के उजाले में) आईसी फ्लैश दोनों हैं जो बादल के अंदर रहते हैं और साथ ही सामान्यतः दिखाई देने वाली सीजी फ्लैश हैं जिन्हें क्लाउड बेस से जमीन तक देखा जा सकता है। क्योंकि अधिकांश बिजली आईसी फ्लैश से होती है, तूफान की तीव्रता को मापने की यह क्षमता अधिकत्तर आईसी डिस्चार्ज का पता लगाने के माध्यम से होती है। लाइटनिंग सूचक जो केवल कम आवृत्ति ऊर्जा का पता लगाते हैं, केवल आईसी फ्लैश का पता लगाते हैं जो पास में हैं, इसलिए वे माइक्रोबर्स्ट की पूर्वानुमान करने और संवहन तीव्रता को मापने के लिए अपेक्षाकृत अक्षम हैं। | ||
* तूफ़ान की | * तूफ़ान की पूर्वानुमान: तूफ़ान उत्पन्न करने वाले गंभीर तूफानों को बहुत अधिक बिजली की दर के लिए जाना जाता है <ref name="0-84-938647-0" />{{rp|51}} <ref>{{cite journal|doi= 10.1175/1520-0469(1957)014<0284:EAAWTB>2.0.CO;2|title= ब्लैकवेल-उदल बवंडर से जुड़ी विद्युत गतिविधि| authorlink=Bernard Vonnegut | first1=Bernard | last1=Vonnegut | journal=Journal of Meteorology | date=1957 | volume=14|issue= 3 | pages=284–285 |first2=C.B.| last2= Moore|bibcode = 1957JAtS...14..284M | doi-access=free }}</ref><ref>{{cite journal| title= निशाचर बवंडर में चमकदार घटनाएं| journal=Science | date=1966-09-09 | volume=153 | issue=3741 | pages=1213–1220 |author1=Vonnegut, Bernard |author2=James R. Weyer|doi= 10.1126/science.153.3741.1213|pmid= 17754241|bibcode = 1966Sci...153.1213V }}</ref> और सबसे गहरे संवहन बादलों से बिजली आईसी है,<ref>{{cite journal|title=The down under Doppler and electricity experiment (DUNDEE): Overview and preliminary results |journal=Bulletin of the American Meteorological Society |date=1992 |volume=73 |issue=1 |pages=3–16 |author=Rutledge, S.A., E.R. Williams and T.D. Kennan |doi=10.1175/1520-0477(1992)073<0003:TDUDAE>2.0.CO;2 |bibcode=1992BAMS...73....3R |doi-access=free }}</ref> इसलिए आईसी बिजली का पता लगाने की क्षमता उच्च तूफ़ान क्षमता वाले बादलों की पहचान करने के लिए एक विधि प्रदान करती है। | ||
== बिजली की सीमा का अनुमान == | == बिजली की सीमा का अनुमान == | ||
जब एक ही स्थान पर एक आरएफ लाइटनिंग सिग्नल का पता लगाया जाता है, तो विक्षनरी:क्रॉस्ड लूप सेंसर या क्रॉस्ड-लूप चुंबकीय दिशा खोजक का उपयोग करके इसकी दिशा निर्धारित की जा सकती है किंतु इसकी दूरी निर्धारित करना कठिन है। संकेत के आयाम का उपयोग करने का प्रयास किया गया है किंतु यह बहुत अच्छी तरह से काम नहीं करता है क्योंकि बिजली के संकेत उनकी तीव्रता में बहुत भिन्न होते हैं। इस प्रकार, दूरी के आकलन के लिए आयाम का उपयोग करते हुए, एक प्रबल फ्लैश निकट दिखाई दे सकता है और उसी फ्लैश से एक दुर्बल संकेत - या एक ही तूफान सेल से एक दुर्बल फ्लैश से - दूर प्रतीत होता है। | जब एक ही स्थान पर एक आरएफ लाइटनिंग सिग्नल का पता लगाया जाता है, तो विक्षनरी:क्रॉस्ड लूप सेंसर या क्रॉस्ड-लूप चुंबकीय दिशा खोजक का उपयोग करके इसकी दिशा निर्धारित की जा सकती है किंतु इसकी दूरी निर्धारित करना कठिन है। संकेत के आयाम का उपयोग करने का प्रयास किया गया है किंतु यह बहुत अच्छी तरह से काम नहीं करता है क्योंकि बिजली के संकेत उनकी तीव्रता में बहुत भिन्न होते हैं। इस प्रकार, दूरी के आकलन के लिए आयाम का उपयोग करते हुए, एक प्रबल फ्लैश निकट दिखाई दे सकता है और उसी फ्लैश से एक दुर्बल संकेत - या एक ही तूफान सेल से एक दुर्बल फ्लैश से - दूर प्रतीत होता है। पूर्वानुमान की स्पष्टता में सुधार के लिए हवा में आयनीकरण को मापकर यह बताया जा सकता है कि एक मील के सीमा में बिजली कहाँ गिरेगी। | ||
लाइटनिंग सूचक के इस पहलू को समझने के लिए किसी को यह जानने की जरूरत है कि एक लाइटनिंग 'फ्लैश' में सामान्यतः कई स्ट्रोक होते हैं, सीजी फ्लैश से स्ट्रोक की एक विशिष्ट संख्या 3 से 6 तक होती है, किंतु कुछ फ्लैश में 10 से अधिक स्ट्रोक हो सकते हैं।<ref name='0-12-708350-2'>{{cite book | last = Uman | first = Martin A. | authorlink = Martin A. Uman | title = द लाइटनिंग डिस्चार्ज| publisher = Academic Press, N.Y. | date = 1987 | isbn = 978-0-12-708350-6 }}</ref>{{rp|18}} | लाइटनिंग सूचक के इस पहलू को समझने के लिए किसी को यह जानने की जरूरत है कि एक लाइटनिंग 'फ्लैश' में सामान्यतः कई स्ट्रोक होते हैं, सीजी फ्लैश से स्ट्रोक की एक विशिष्ट संख्या 3 से 6 तक होती है, किंतु कुछ फ्लैश में 10 से अधिक स्ट्रोक हो सकते हैं।<ref name='0-12-708350-2'>{{cite book | last = Uman | first = Martin A. | authorlink = Martin A. Uman | title = द लाइटनिंग डिस्चार्ज| publisher = Academic Press, N.Y. | date = 1987 | isbn = 978-0-12-708350-6 }}</ref>{{rp|18}} | ||
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विमान में सिंगल सेंसर लाइटनिंग सूचकों का उपयोग किया गया है और जबकि बिजली की दिशा एक क्रॉस्ड लूप सेंसर से निर्धारित की जा सकती है, दूदूरी विश्वसनीय रूप से निर्धारित नहीं की जा सकती है क्योंकि सिग्नल का आयाम ऊपर वर्णित अलग-अलग स्ट्रोक के बीच भिन्न होता है, | विमान में सिंगल सेंसर लाइटनिंग सूचकों का उपयोग किया गया है और जबकि बिजली की दिशा एक क्रॉस्ड लूप सेंसर से निर्धारित की जा सकती है, दूदूरी विश्वसनीय रूप से निर्धारित नहीं की जा सकती है क्योंकि सिग्नल का आयाम ऊपर वर्णित अलग-अलग स्ट्रोक के बीच भिन्न होता है, | ||
<ref name= | |||
<ref name="0-12-708350-2" />{{rp|115}}और ये प्रणालियाँ दूरी का अनुमान लगाने के लिए आयाम का उपयोग करती हैं। क्योंकि स्ट्रोक के अलग-अलग आयाम होते हैं, ये सूचक डिस्प्ले पर डॉट्स की एक पंक्ति प्रदान करते हैं जैसे कि पहिया पर प्रवक्ता बिजली के स्रोत की सामान्य दिशा में हब से रेडियल रूप से बाहर निकलते हैं। बिंदु रेखा के साथ अलग-अलग दूरी पर होते हैं क्योंकि स्ट्रोक की तीव्रता अलग-अलग होती है। ऐसे सेंसर डिस्प्ले में डॉट्स की इन विशिष्ट रेखाओं को "रेडियल स्प्रेड" कहा जाता है। | |||
<ref>{{cite book|url=http://www.seaerospace.com/bfg/wx500pg.pdf|title=WX-500 Stormscope Series II Weather Mapping Sensor User's Guide|publisher=BF Goodrich Avionics Systems, Inc.|date=1997|pages=4–2, 4–7|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080821032724/http://www.seaerospace.com/bfg/wx500pg.pdf|archivedate=2008-08-21}}</ref> ये सेंसर बहुत कम आवृत्ति (वीएलएफ) और कम आवृत्ति (एलएफ) दूरी (300 किलोहर्ट्ज़ से नीचे) में काम करते हैं जो सबसे प्रबल बिजली संकेत प्रदान करते हैं: जो जमीन से वापसी स्ट्रोक द्वारा उत्पन्न होते हैं। किंतु जब तक सेंसर फ्लैश के समीप न हो, वे आईसी डिस्चार्ज से दुर्बल संकेतों को नहीं उठाते हैं, जिनमें उच्च आवृत्ति (एचएफ) दूरी (30 मेगाहर्ट्ज तक) में महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा होती है। | <ref>{{cite book|url=http://www.seaerospace.com/bfg/wx500pg.pdf|title=WX-500 Stormscope Series II Weather Mapping Sensor User's Guide|publisher=BF Goodrich Avionics Systems, Inc.|date=1997|pages=4–2, 4–7|url-status=dead|archiveurl=https://web.archive.org/web/20080821032724/http://www.seaerospace.com/bfg/wx500pg.pdf|archivedate=2008-08-21}}</ref> ये सेंसर बहुत कम आवृत्ति (वीएलएफ) और कम आवृत्ति (एलएफ) दूरी (300 किलोहर्ट्ज़ से नीचे) में काम करते हैं जो सबसे प्रबल बिजली संकेत प्रदान करते हैं: जो जमीन से वापसी स्ट्रोक द्वारा उत्पन्न होते हैं। किंतु जब तक सेंसर फ्लैश के समीप न हो, वे आईसी डिस्चार्ज से दुर्बल संकेतों को नहीं उठाते हैं, जिनमें उच्च आवृत्ति (एचएफ) दूरी (30 मेगाहर्ट्ज तक) में महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा होती है। | ||
वीएलएफ लाइटनिंग प्राप्तकर्ता के साथ एक और समस्या यह है कि वे आयनमंडल से प्रतिबिंबों को उठाते हैं इसलिए कभी-कभी 100 किमी दूर और कई सौ किमी दूर बिजली के बीच की दूरी के बीच अंतर नहीं बता सकते हैं। कई सौ किमी की दूरी पर परावर्तित संकेत ("आकाश तरंग" कहा जाता है) प्रत्यक्ष सिग्नल ("ज़मीन की लहर" कहा जाता है) से अधिक प्रबल होता है।<ref name='0-12-287801-9'>{{cite book | last = Golde | first = Rudolf H. | authorlink = Rudolf Heinrich Golde | title = बिजली, वॉल्यूम। 1| publisher = Academic Press, N.Y. | date = 1977 | pages = 368 | isbn = 978-0-12-287801-5 }}</ref> | वीएलएफ लाइटनिंग प्राप्तकर्ता के साथ एक और समस्या यह है कि वे आयनमंडल से प्रतिबिंबों को उठाते हैं इसलिए कभी-कभी 100 किमी दूर और कई सौ किमी दूर बिजली के बीच की दूरी के बीच अंतर नहीं बता सकते हैं। कई सौ किमी की दूरी पर परावर्तित संकेत ("आकाश तरंग" कहा जाता है) प्रत्यक्ष सिग्नल ("ज़मीन की लहर" कहा जाता है) से अधिक प्रबल होता है।<ref name='0-12-287801-9'>{{cite book | last = Golde | first = Rudolf H. | authorlink = Rudolf Heinrich Golde | title = बिजली, वॉल्यूम। 1| publisher = Academic Press, N.Y. | date = 1977 | pages = 368 | isbn = 978-0-12-287801-5 }}</ref> | ||
[[पृथ्वी-आयनमंडल वेवगाइड]] इलेक्ट्रोमैग्नेटिक [[वीएलएफ]]- और | [[पृथ्वी-आयनमंडल वेवगाइड]] इलेक्ट्रोमैग्नेटिक [[वीएलएफ]]- और कम आवृत्ति तरंगों को ट्रैप करता है। बिजली के झटके से प्रसारित विद्युत चुम्बकीय पल्स उस वेवगाइड के अंदर फैलती हैं। वेवगाइड फैलाव है, जिसका अर्थ है कि उनका [[समूह वेग]] आवृत्ति पर निर्भर करता है। आसन्न आवृत्तियों पर एक प्रकाश नाड़ी के समूह समय विलंब का अंतर ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच की दूरी के समानुपाती होता है। दिशा खोजने की विधि के साथ, यह एक ही स्टेशन द्वारा उनके मूल स्थान से 10000 किमी की दूरी तक बिजली गिरने का पता लगाने की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त पृथ्वी-आयनमंडलीय वेवगाइड की ईजेन आवृति , [[शुमान अनुनाद]]लगभग 7.5 हर्ट्ज पर वैश्विक गरज के साथ गतिविधि को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है।<ref>Volland, H. (ed): "Handbook of Atmospheric Electrodynamics", CRC Press, Boca Raton, 1995</ref> | ||
एक सेंसर के साथ बिजली की दूरी प्राप्त करने में कठिनाई के कारण बिजली की स्थिति के लिए एकमात्र वर्तमान विश्वसनीय विधि सेंसर और/या क्रॉस के बीच आगमन के समय के अंतर का उपयोग करके पृथ्वी की सतह के एक क्षेत्र को आवरण करने वाले स्पेस सेंसर के इंटरकनेक्टेड नेटवर्क के माध्यम से है। -विभिन्न सेंसर से बीयरिंग वर्तमान में यू.एस. में संचालित ऐसे कई राष्ट्रीय नेटवर्क सीजी फ्लैश की स्थिति प्रदान कर सकते हैं किंतु वर्तमान में आईसी फ्लैश का विश्वसनीय रूप से पता नहीं लगा सकते हैं और स्थिति नहीं बना सकते हैं।<ref name=":0">{{cite conference|url=http://icae2007.googlepages.com/OS4-5MartinJ.Murphy.pdf|title=यूएस नेशनल लाइटनिंग डिटेक्शन नेटवर्क से क्लाउड लाइटनिंग|authorlink=Martin J. Murphy | authors= Murphy Martin J., Demetriades, Nicholas W.S., Cummins, Kenneth L., and Ronald L. Holle|publisher=International Commission on Atmospheric Electricity, 13th International Conference on Atmospheric Electricity, Beijing|date=2007}}</ref> कुछ छोटे क्षेत्र नेटवर्क हैं (जैसे कि कैनेडी स्पेस सेंटर का एलडीएआर नेटवर्क, जिनके सेंसर में से एक इस लेख के शीर्ष पर चित्रित किया गया है) जिनके आगमन प्रणाली का वीएचएफ समय है और आईसी फ्लैश का पता लगा सकते हैं और स्थिति निर्धारित कर सकते हैं। इन्हें लाइटनिंग मैपर ऐरे कहा जाता है। वे | एक सेंसर के साथ बिजली की दूरी प्राप्त करने में कठिनाई के कारण बिजली की स्थिति के लिए एकमात्र वर्तमान विश्वसनीय विधि सेंसर और/या क्रॉस के बीच आगमन के समय के अंतर का उपयोग करके पृथ्वी की सतह के एक क्षेत्र को आवरण करने वाले स्पेस सेंसर के इंटरकनेक्टेड नेटवर्क के माध्यम से है। -विभिन्न सेंसर से बीयरिंग वर्तमान में यू.एस. में संचालित ऐसे कई राष्ट्रीय नेटवर्क सीजी फ्लैश की स्थिति प्रदान कर सकते हैं किंतु वर्तमान में आईसी फ्लैश का विश्वसनीय रूप से पता नहीं लगा सकते हैं और स्थिति नहीं बना सकते हैं।<ref name=":0">{{cite conference|url=http://icae2007.googlepages.com/OS4-5MartinJ.Murphy.pdf|title=यूएस नेशनल लाइटनिंग डिटेक्शन नेटवर्क से क्लाउड लाइटनिंग|authorlink=Martin J. Murphy | authors= Murphy Martin J., Demetriades, Nicholas W.S., Cummins, Kenneth L., and Ronald L. Holle|publisher=International Commission on Atmospheric Electricity, 13th International Conference on Atmospheric Electricity, Beijing|date=2007}}</ref> कुछ छोटे क्षेत्र नेटवर्क हैं (जैसे कि कैनेडी स्पेस सेंटर का एलडीएआर नेटवर्क, जिनके सेंसर में से एक इस लेख के शीर्ष पर चित्रित किया गया है) जिनके आगमन प्रणाली का वीएचएफ समय है और आईसी फ्लैश का पता लगा सकते हैं और स्थिति निर्धारित कर सकते हैं। इन्हें लाइटनिंग मैपर ऐरे कहा जाता है। वे सामान्यतः 30-40 मील व्यास वाले वृत्त को आवरण करते हैं। | ||
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* [[स्वचालित हवाई अड्डा मौसम स्टेशन]] | * [[स्वचालित हवाई अड्डा मौसम स्टेशन]] | ||
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* [[परमाणु हथियारों का पता लगाने की मान्यता और उपज का अनुमान]] | * [[परमाणु हथियारों का पता लगाने की मान्यता और उपज का अनुमान]] | ||
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* [http://otherpower.com/otherpower_detector.html Experimenter's Lightning Detector] | * [http://otherpower.com/otherpower_detector.html Experimenter's Lightning Detector] | ||
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Latest revision as of 13:18, 12 September 2023
राष्ट्रीय महासागरीय और वायुमंडलीय प्रशासन में से एक राष्ट्रीय गंभीर तूफान प्रयोगशाला लाइटनिंग मैपिंग ऐरे (एलएमए) सेंसर[1]
आकाशीय विद्युत संसूचक एक ऐसा उपकरण है जो गरज के साथ उत्पन्न बिजली का पता लगाता है। सूचकों के तीन प्राथमिक प्रकार हैं: 'ग्राउंड-आधारित' प्रणाली कई एंटेना का उपयोग करते हैं, मोबाइल प्रणाली एक ही स्थान पर एक दिशा और एक सेंस एंटीना का उपयोग करते हैं ( अधिकांशतः एक विमान में), और 'स्पेस-आधारित' प्रणाली है
इस तरह के पहले उपकरण का आविष्कार 1894 में अलेक्जेंडर स्टेपानोविच पोपोव ने किया था। यह दुनिया का पहला रिसीवर (रेडियो) भी था।
ग्राउंड-आधारित और मोबाइल सूचक रेडियो दिशा-खोज तकनीकों का उपयोग करके वर्तमान स्थान से बिजली की दिशा और गंभीरता की गणना करते हैं, इसके साथ ही बिजली द्वारा उत्सर्जित विशेषता आवृत्तियों का विश्लेषण भी करते हैं। ग्राउंड-आधारित प्रणालियाँ दूरी निर्धारित करने के लिए कई स्थानों से त्रिकोणासन का उपयोग करती हैं, जबकि मोबाइल प्रणाली सिग्नल आवृत्ति और क्षीणन का उपयोग करके दूरी का अनुमान लगाते हैं। उपग्रह पर स्पेस-आधारित सूचकों का उपयोग प्रत्यक्ष अवलोकन द्वारा बिजली की सीमा, असर और तीव्रता का पता लगाने के लिए किया जा सकता है।
ग्राउंड-आधारित लाइटनिंग सूचक नेटवर्क का उपयोग संयुक्त राज्य अमेरिका में राष्ट्रीय मौसम सेवा, कनाडा की मौसम विज्ञान सेवा, लाइटनिंग सूचक के लिए यूरोपीय सहयोग (ईयूसीएलआईडी), सर्वव्यापी मौसम विज्ञान संस्थान (विनाश) जैसी मौसम संबंधी सेवाओं द्वारा किया जाता है।) विद्युत उपयोगिताएँ और जंगल की आग रोकथाम सेवाएँ सम्मिलित है ।
फ़्लोरिडा के कैनेडी स्पेस सेंटर में सात लाइटनिंग सूचक एंड रेंजिंग (एलडीएआर) नेटवर्क लाइटनिंग सूचकों में से एक है ।
सीमाएं
लाइटनिंग का पता लगाने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रत्येक प्रणाली की अपनी सीमाएँ होती हैं।[2] इसमे सम्मिलित है
- एक सिंगल ग्राउंड-आधारित लाइटनिंग नेटवर्क को त्रुटि के स्वीकार्य मार्जिन के साथ कम से कम तीन एंटेना के साथ फ्लैश का पता लगाने में सक्षम होना चाहिए। यह अधिकांशतः क्लाउड-से -क्लाउड लाइटिंग की अस्वीकृति की ओर जाता है, क्योंकि एक एंटीना प्रारंभिक क्लाउड पर फ्लैश की स्थिति का पता लगा सकता है और दूसरा एंटीना प्राप्त करने वाला परिणाम स्वरुप, ग्राउंड-आधारित नेटवर्क में फ्लैश की संख्या को कम आंकने की प्रवृत्ति होती है, विशेष कर तूफानों की प्रारंभिक में जहां क्लाउड-से -क्लाउड लाइटनिंग प्रचलित है।
- ग्राउंड-आधारित प्रणाली जो कई स्थानों और समय-समय-उड़ान का पता लगाने के विधियों का उपयोग करते हैं, उनके पास स्थान की गणना करने के लिए स्ट्राइक और टाइमिंग डेटा एकत्र करने के लिए एक केंद्रीय उपकरण होना चाहिए। इसके अतिरिक्त, प्रत्येक सूचक स्टेशन में स्पष्ट समय स्रोत होना चाहिए जिसका उपयोग गणना में किया जाता है।
- चूंकि वे त्रिकोणासन के अतिरिक्त क्षीणन का उपयोग करते हैं, मोबाइल सूचक कभी-कभी गलती से पास में एक दुर्बल बिजली की चमक को और दूर या इसके विपरीत एक प्रबल के रूप में इंगित करते हैं।
- स्पेस-आधारित लाइटनिंग नेटवर्क इनमें से किसी भी सीमा से ग्रस्त नहीं हैं, किंतु उनके द्वारा प्रदान की जाने वाली जानकारी व्यापक रूप से उपलब्ध होने तक अधिकांशतः कई मिनट पुरानी होती है, जिससे यह हवाई नेविगेशन जैसे वास्तविक समय के अनुप्रयोगों के लिए सीमित उपयोग की हो जाती है।
लाइटनिंग सूचक बनाम मौसम रडार
लाइटनिंग संसूचक और मौसम रडार तूफानों का पता लगाने के लिए एक साथ काम करते हैं। लाइटनिंग सूचक विद्युत गतिविधि का संकेत देते हैं, जबकि मौसम रडार वर्षा का संकेत देता है। दोनों घटनाएं गरज के साथ से जुड़ी हैं और तूफान की ताकत को इंगित करने में सहायता कर सकती हैं।
दाईं ओर की पहली छवि थंडरस्टॉर्म या जीवन चक्र दिखाती है:
- अस्थिरता के कारण वायु ऊपर की ओर गति कर रही है।
- संक्षेपण होता है और रडार जमीन (रंगीन क्षेत्रों) के ऊपर गूँज का पता लगाता है।
- आखिरकार बारिश की बूंदों का द्रव्यमान इतना बड़ा हो जाता है कि ऊपर के बहाव को सहन नहीं कर पाता और वे जमीन की ओर गिर जाती हैं।
बिजली उत्पन्न होने से पहले बादल को एक निश्चित ऊर्ध्वाधर सीमा तक विकसित होना चाहिए, इसलिए सामान्यतः मौसम रडार एक विकासशील तूफान का संकेत देगा इससे पहले कि एक बिजली का सूचक करता है। प्रारंभिक रिटर्न से यह सदैव स्पष्ट नहीं होता है कि क्या बौछार का बादल एक गरज के साथ में विकसित होगा, और मौसम रडार भी कभी-कभी मौसम रडार द्वारा एक मास्किंग प्रभाव से पीड़ित होता है या क्षीणन, जहां रडार के समीप की वर्षा छिप सकती है (संभवतः अधिक तीव्र) वर्षा दूर . लाइटनिंग सूचक एक मास्किंग प्रभाव से पीड़ित नहीं होते हैं और पुष्टि प्रदान कर सकते हैं जब एक बौछार बादल एक गरज के साथ में विकसित हो गया है।
बिजली रडार द्वारा रिकॉर्ड की गई वर्षा के बाहर भी स्थित हो सकती है। दूसरी छवि से पता चलता है कि यह तब होता है जब स्ट्राइक थंडरक्लाउड (ऊपरी हवाओं द्वारा क्यूम्यलोनिम्बस बादल के आगे उड़ा हुआ शीर्ष भाग) या वर्षा शाफ्ट के बाहरी किनारे पर उत्पन्न होता है। दोनों ही स्थितियों में, अभी भी आस-पास कहीं न कहीं राडार गूँज का एक क्षेत्र है।
विमानन उपयोग
बड़े एयरलाइनर बिजली के सूचकों की तुलना में मौसम रडार का उपयोग करने की अधिक संभावना रखते हैं, क्योंकि मौसम रडार छोटे तूफानों का पता लगा सकता है जो अशांति भी उत्पन्न करते हैं; चूँकि अतिरिक्त सुरक्षा के लिए आधुनिक वैमानिकी प्रणालियों में अधिकांशतः बिजली की पहचान भी सम्मिलित होती है।
छोटे विमानों के लिए, विशेष रूप से सामान्य विमानन में, लाइटनिंग सूचकों के दो मुख्य ब्रांड होते हैं ( अधिकांशतः रेडियो वायुमंडल के लिए संक्षिप्त रूप में संदर्भित होते हैं): स्टॉर्मस्कोप, मूल रूप से रयान (बाद में बी.एफ. गुडरिच) द्वारा निर्मित और वर्तमान में एल-3 कम्युनिकेशंस द्वारा, और स्ट्राइकफाइंडर, इनसाइट द्वारा निर्मित है स्ट्राइकफाइंडर आईसी (इंट्राक्लाउड) और सीजी (बादल से ज़मीन तक) स्ट्राइक का पता लगा सकता है और ठीक से प्रदर्शित कर सकता है और साथ ही आयनोस्फीयर से परिलक्षित वास्तविक स्ट्राइक और सिग्नल बाउंस के बीच अंतर करने में सक्षम है। लाइटनिंग सूचक सस्ते और हल्के होते हैं, जो उन्हें हल्के विमानों के मालिकों के लिए आकर्षक बनाते हैं (विशेष रूप से सिंगल-इंजन वाले विमानों के लिए, जहां रेडोम की स्थापना के लिए विमान की नाक उपलब्ध नहीं है) के मालिकों के लिए आकर्षक बनाते हैं।
व्यावसायिक-गुणवत्ता वाले पोर्टेबल लाइटनिंग डिटेक्टर
सस्ते पोर्टेबल लाइटनिंग सूचकों के साथ-साथ अन्य एकल सेंसर विक्षनरी: लाइटनिंग मैपर, जैसे कि विमान पर उपयोग किया जाता है, जिनकी सीमाएं होती हैं, जिसमें विक्षनरी का पता लगाना सम्मिलित है: गलत संकेत और खराब संवेदनशीलता (इलेक्ट्रॉनिक्स), विशेष रूप से विक्षनरी के लिए: आईसी लाइटनिंग या इंट्राक्लाउड (आईसी) लाइटनिंग कुशल -गुणवत्ता वाले पोर्टेबल लाइटनिंग सूचक कई तकनीकों द्वारा इन क्षेत्रों में प्रदर्शन में सुधार करते हैं जो एक दूसरे को सुविधा प्रदान करते हैं, इस प्रकार उनके प्रभाव को बढ़ाते हैं:
- गलत संकेत उन्मूलन: एक बिजली का निर्वहन आरएफ संकेत या रेडियो आवृत्ति हस्तक्षेपआरएफ) इलेक्ट्रोमैग्नेटिक सिग्नल - सामान्यतः एएम रेडियो पर स्थिर के रूप में अनुभव किया जाता है - और बहुत कम अवधि के प्रकाश पल्स को उत्पन्न करता है, जिसमें दृश्यमान फ्लैश सम्मिलित होता है। एक लाइटनिंग संसूचक जो इनमें से केवल एक संकेत को समझकर काम करता है, लाइटनिंग के अतिरिक्त अन्य स्रोतों से आने वाले संकेतों की गलत व्याख्या कर सकता है, जो एक गलत अलार्म देता है। विशेष रूप से, आरएफ-आधारित सूचक आरएफ ध्वनि की गलत व्याख्या कर सकते हैं, जिसे रेडियो आवृति हस्तक्षेप या आरएफ के रूप में भी जाना जाता है। इस तरह के संकेत कई सामान्य पर्यावरणीय स्रोतों से उत्पन्न होते हैं, जैसे ऑटो इग्निशन, फ्लोरोसेंट लाइट्स, टीवी सेट, लाइट स्विच, इलेक्ट्रिक मोटर्स और हाई वोल्टेज तार इसी तरह, प्रकाश-फ्लैश-आधारित सूचक पर्यावरण में उत्पन्न अस्थिर प्रकाश की गलत व्याख्या कर सकते हैं, जैसे कि खिड़कियों से प्रतिबिंब, पेड़ के पत्तों के माध्यम से सूरज का प्रकाश`, गुजरने वाली कारें, टीवी सेट और फ्लोरोसेंट प्रकाश आदि ।
चूँकि, आरएफ सिग्नल और लाइट पल्स संभवतः ही कभी एक साथ होते हैं, अतिरिक्त बिजली के उत्पादन के, आरएफ सेंसर और लाइट पल्स सेंसर उपयोगी रूप से एक "संयोग परिपथ " में जुड़े हो सकते हैं, जिसमें आउटपुट उत्पन्न करने के लिए दोनों प्रकार के सिग्नल की एक साथ आवश्यकता होती है।[3] यदि ऐसी प्रणाली को एक बादल की ओर इंगित किया जाता है और उस बादल में बिजली गिरती है, तो दोनों संकेत प्राप्त होंगे; संयोग परिपथ एक आउटपुट का उत्पादन करेगा; और उपयोगकर्ता सुनिश्चित हो सकता है कि बिजली गिरने का कारण था।
जब रात में एक बादल के अंदर बिजली गिरती है, तो पूरा बादल प्रकाशित दिखाई देता है। दिन के उजाले में ये इंट्राक्लाउड फ्लैश मानव आंखों के लिए संभवतः ही कभी दिखाई देते हैं; फिर भी ऑप्टिकल सेंसर उनका पता लगा सकते हैं। प्रारंभिक मिशनों में स्पेस यान की खिड़की से देखते हुए, स्पेस यात्रियों ने ऑप्टिकल सेंसर का उपयोग किया जाता है जिससे कि दूर तक सूरज के प्रकाश वाले बादलों में बिजली का पता लगाया जा सकता है। इस एप्लिकेशन ने दोहरे सिग्नल पोर्टेबल लाइटनिंग सूचक के विकास का नेतृत्व किया जो कि प्रकाश चमक के साथ-साथ पिछले उपकरणों द्वारा पता लगाए गए "विक्षनरी: स्फ़ेरिक्स" संकेतों का उपयोग करता है।
- उत्तम संवेदनशीलता: अतीत में, जमीन पर उपयोग के लिए सस्ती पोर्टेबल वाले और मूल्यवान विमान प्रणालियों दोनों, बिजली सूचकों ने कम आवृत्ति विकिरण का पता लगाया क्योंकि कम आवृत्तियों पर विक्षनरी द्वारा उत्पन्न सिग्नल: सीजी लाइटनिंग या बादल से जमीन तक (सीजी) बिजली प्रबल होती है (उच्च आयाम होती है) और इस प्रकार इसका पता लगाना सरल होता है। चूँकि कम आवृत्तियों पर आरएफ ध्वनि भी प्रबल होता है। आरएफ ध्वनि रिसेप्शन को कम करने के लिए, कम आवृत्ति सेंसर कम संवेदनशीलता (सिग्नल रिसेप्शन थ्रेसहोल्ड) पर संचालित होते हैं और इस प्रकार कम तीव्र बिजली संकेतों का पता नहीं लगाते हैं। इससे लंबी दूरी पर बिजली का पता लगाने की क्षमता कम हो जाती है क्योंकि सिग्नल की तीव्रता दूरी के वर्ग के साथ घट जाती है। यह इंट्राक्लाउड (आईसी) फ्लैश का पता लगाने को भी कम करता है जो सामान्यतः सीजी फ्लैश से दुर्बल होते हैं।
- उन्नत इंट्राक्लाउड लाइटनिंग सूचल : एक ऑप्टिकल सेंसर और संयोग परिपथ के अतिरिक्त न केवल आरएफ ध्वनि के कारण होने वाले गलत अलार्म को समाप्त करता है; यह आरएफ सेंसर को उच्च संवेदनशीलता पर संचालित करने की अनुमति देता है और आईसी लाइटनिंग की उच्च आवृत्तियों की विशेषता को अनुभव करता है और आईसी संकेतों के दुर्बल उच्च आवृत्ति घटकों और अधिक दूर की चमक का पता लगाने में सक्षम बनाता है।
ऊपर वर्णित सुधार कई क्षेत्रों में सूचक की उपयोगिता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाते हैं:
- प्रारंभिक चेतावनी: आईसी फ्लैश का पता लगाना महत्वपूर्ण है क्योंकि वे सामान्यतः सीजी फ्लैश से 5 से 30 मिनट पहले होते हैं। और इस तरह लाइटनिंग तूफान के विकसित होने की पूर्व चेतावनी प्रदान कर सकता है , सीजी-ओनली सूचक की तुलना में व्यक्तिगत-सुरक्षा और स्टॉर्म-स्पॉटिंग अनुप्रयोगों में सूचक की प्रभावशीलता को बहुत बढ़ाता है . बढ़ी हुई संवेदनशीलता पहले से विकसित तूफानों की चेतावनी भी देती है जो अधिक दूर हैं किंतु उपयोगकर्ता की ओर बढ़ सकते हैं।
- तूफान का स्थान: दिन के उजाले में भी, "तूफान का पीछा करना" दिशात्मक ऑप्टिकल सूचकों का उपयोग कर सकता है जो एक अलग बादल पर इंगित किया जा सकता है जिससे कुछ दूरी पर गरज के बादलों को अलग किया जा सकता है । यह सबसे तेज तूफान की पहचान करने के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है जो बवंडर उत्पन्न करते हैं, क्योंकि ऐसे तूफान दुर्बल गैर-तूफान वाले तूफानों की तुलना में अधिक उच्च आवृत्ति विकिरण के साथ उच्च फ्लैश दर उत्पन्न करते हैं।[4]: 248
- माइक्रोबर्स्ट पूर्वानुमान: आईसी फ्लैश सूचक भी माइक्रोबर्स्ट की पूर्वानुमान करने के लिए एक विधि प्रदान करता है।[5]: 46–47 संवहन कोशिकाओं में अपड्राफ्ट तब विद्युतीकृत होना प्रारंभ हो जाता है जब यह ऊंचाई पर पर्याप्त रूप से ठंडा हो जाता है जिससे मिश्रित चरण वाले हाइड्रोमेटियर (पानी और बर्फ के कण) समान मात्रा में उपस्थित हो सकें। विद्युतीकरण बर्फ के कणों और पानी की बूंदों या पानी से लिपटे बर्फ के कणों के बीच टकराव के कारण होता है। हल्के बर्फ के कणों (बर्फ) को सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है और बादल के मध्य भाग में नकारात्मक रूप से आवेशित पानी की बूंदों को पीछे छोड़ते हुए बादल के ऊपरी भाग में ले जाया जाता है।[6]: 6014 ये दो आवेश केंद्र एक विद्युत क्षेत्र बनाते हैं जिससे लाइटनिंग उत्पन्न होती है। अपड्राफ्ट तब तक जारी रहता है जब तक कि सारा तरल पानी बर्फ में परिवर्तित नहीं हो जाता है, जो अपड्राफ्ट को चलाने वाली अव्यक्त गर्मी को छोड़ता है। जब सारा पानी परिवर्तित हो जाता है, तो बिजली की दर के रूप में अपड्राफ्ट तेजी से ढह जाता है। इस प्रकार बिजली की दर में एक बड़े मूल्य में वृद्धि, अधिकत्तर आईसी डिस्चार्ज के कारण, दर में तेजी से गिरावट के बाद अपड्राफ्ट के पतन का एक विशिष्ट संकेत प्रदान करता है जो डाउनबर्स्ट में कणों को नीचे ले जाता है। जब बर्फ के कण क्लाउडबेस के पास गर्म तापमान तक पहुँचते हैं तो वे पिघल जाते हैं जिससे वायुमंडलीय शीतलन होता है; इसी तरह, पानी की बूंदें वाष्पित हो जाती हैं, जिससे ठंडक भी होती है। यह शीतलन वायु घनत्व को बढ़ाता है जो माइक्रोबर्स्ट के लिए प्रेरक शक्ति है। गस्ट फ्रंट अधिकांशतः गरज के साथ अनुभव की जाने वाली ठंडी हवा इस तंत्र के कारण होती है।
- तूफान की पहचान/ट्रैकिंग: कुछ तूफ़ान, आईसी पहचान और अवलोकन द्वारा पहचाने जाते हैं, कोई सीजी फ्लैश नहीं करते हैं और सीजी सेंसिंग प्रणाली के साथ इसका पता नहीं लगाया जाएगा। आईसी फ्लैश भी कई बार होते हैं [4]: 192 सीजी के रूप में इसलिए अधिक प्रबल संकेत प्रदान करें। आईसी फ्लैश के सापेक्ष उच्च घनत्व (संख्या प्रति इकाई क्षेत्र) बिजली की मैपिंग करते समय संवहन कोशिकाओं की पहचान करने की अनुमति देता है जबकि सीजी लाइटनिंग उन कोशिकाओं की पहचान करने के लिए बहुत कम और दूर होती है जो सामान्यतः लगभग 5 किमी व्यास की होती हैं। एक तूफान के बाद के चरणों में सीजी फ्लैश गतिविधि कम हो जाती है और तूफान समाप्त हो सकता है - किंतु सामान्यतः अभी भी आईसी गतिविधि अवशेष मध्य-ऊंचाई और उच्च सिरस एविल बादलों में चल रही है, इसलिए सीजी बिजली की संभावना अभी भी उपस्थित है .
- तूफान की तीव्रता का परिमाणीकरण: आईसी पहचान का एक अन्य लाभ यह है कि फ्लैश दर (संख्या प्रति मिनट) थंडरक्लाउड में अपड्राफ्ट के संवहन वेग की 5वीं शक्ति के समानुपाती होती है।[6]: 6018–6019 [7] इस गैर-रैखिक प्रतिक्रिया का अर्थ है कि बादल की ऊंचाई में एक छोटा सा बदलाव, जिसे रडार पर कठिन से देखा जा सकता है, फ्लैश रेट में बड़े बदलाव के साथ होगा। उदाहरण के लिए, बादल की ऊंचाई (तूफान की गंभीरता का एक उपाय) में कठिन से ध्यान देने योग्य 10% की वृद्धि से कुल फ़्लैश दर में 60% परिवर्तन होगा, जिसे सरली से देखा जा सकता है। "टोटल लाइटनिंग" सामान्यतः अदृश्य (दिन के उजाले में) आईसी फ्लैश दोनों हैं जो बादल के अंदर रहते हैं और साथ ही सामान्यतः दिखाई देने वाली सीजी फ्लैश हैं जिन्हें क्लाउड बेस से जमीन तक देखा जा सकता है। क्योंकि अधिकांश बिजली आईसी फ्लैश से होती है, तूफान की तीव्रता को मापने की यह क्षमता अधिकत्तर आईसी डिस्चार्ज का पता लगाने के माध्यम से होती है। लाइटनिंग सूचक जो केवल कम आवृत्ति ऊर्जा का पता लगाते हैं, केवल आईसी फ्लैश का पता लगाते हैं जो पास में हैं, इसलिए वे माइक्रोबर्स्ट की पूर्वानुमान करने और संवहन तीव्रता को मापने के लिए अपेक्षाकृत अक्षम हैं।
- तूफ़ान की पूर्वानुमान: तूफ़ान उत्पन्न करने वाले गंभीर तूफानों को बहुत अधिक बिजली की दर के लिए जाना जाता है [5]: 51 [8][9] और सबसे गहरे संवहन बादलों से बिजली आईसी है,[10] इसलिए आईसी बिजली का पता लगाने की क्षमता उच्च तूफ़ान क्षमता वाले बादलों की पहचान करने के लिए एक विधि प्रदान करती है।
बिजली की सीमा का अनुमान
जब एक ही स्थान पर एक आरएफ लाइटनिंग सिग्नल का पता लगाया जाता है, तो विक्षनरी:क्रॉस्ड लूप सेंसर या क्रॉस्ड-लूप चुंबकीय दिशा खोजक का उपयोग करके इसकी दिशा निर्धारित की जा सकती है किंतु इसकी दूरी निर्धारित करना कठिन है। संकेत के आयाम का उपयोग करने का प्रयास किया गया है किंतु यह बहुत अच्छी तरह से काम नहीं करता है क्योंकि बिजली के संकेत उनकी तीव्रता में बहुत भिन्न होते हैं। इस प्रकार, दूरी के आकलन के लिए आयाम का उपयोग करते हुए, एक प्रबल फ्लैश निकट दिखाई दे सकता है और उसी फ्लैश से एक दुर्बल संकेत - या एक ही तूफान सेल से एक दुर्बल फ्लैश से - दूर प्रतीत होता है। पूर्वानुमान की स्पष्टता में सुधार के लिए हवा में आयनीकरण को मापकर यह बताया जा सकता है कि एक मील के सीमा में बिजली कहाँ गिरेगी।
लाइटनिंग सूचक के इस पहलू को समझने के लिए किसी को यह जानने की जरूरत है कि एक लाइटनिंग 'फ्लैश' में सामान्यतः कई स्ट्रोक होते हैं, सीजी फ्लैश से स्ट्रोक की एक विशिष्ट संख्या 3 से 6 तक होती है, किंतु कुछ फ्लैश में 10 से अधिक स्ट्रोक हो सकते हैं।[11]: 18
प्रारंभिक स्ट्रोक बादल से जमीन तक एक आयनित पथ छोड़ता है और बाद में 'रिटर्न स्ट्रोक', लगभग 50 मिलीसेकंड के अंतराल से अलग होकर उस चैनल पर जाता है। पूर्ण निर्वहन क्रम सामान्यतः अवधि में लगभग आधा सेकंड होता है, जबकि व्यक्तिगत स्ट्रोक की अवधि 100 नैनोसेकंड और कुछ दसियों माइक्रोसेकंड के बीच बहुत भिन्न होती है। सीजी फ्लैश में स्ट्रोक रात में बिजली के प्रकाश के गैर-आवधिक अनुक्रम के रूप में देखे जा सकते हैं। यह परिष्कृत बिजली सूचकों पर भी सुना जा सकता है क्योंकि प्रत्येक स्ट्रोक के लिए अलग-अलग स्टैकाटो ध्वनियां होती हैं, जो एक विशिष्ट पैटर्न बनाती हैं।
विमान में सिंगल सेंसर लाइटनिंग सूचकों का उपयोग किया गया है और जबकि बिजली की दिशा एक क्रॉस्ड लूप सेंसर से निर्धारित की जा सकती है, दूदूरी विश्वसनीय रूप से निर्धारित नहीं की जा सकती है क्योंकि सिग्नल का आयाम ऊपर वर्णित अलग-अलग स्ट्रोक के बीच भिन्न होता है,
[11]: 115 और ये प्रणालियाँ दूरी का अनुमान लगाने के लिए आयाम का उपयोग करती हैं। क्योंकि स्ट्रोक के अलग-अलग आयाम होते हैं, ये सूचक डिस्प्ले पर डॉट्स की एक पंक्ति प्रदान करते हैं जैसे कि पहिया पर प्रवक्ता बिजली के स्रोत की सामान्य दिशा में हब से रेडियल रूप से बाहर निकलते हैं। बिंदु रेखा के साथ अलग-अलग दूरी पर होते हैं क्योंकि स्ट्रोक की तीव्रता अलग-अलग होती है। ऐसे सेंसर डिस्प्ले में डॉट्स की इन विशिष्ट रेखाओं को "रेडियल स्प्रेड" कहा जाता है।
[12] ये सेंसर बहुत कम आवृत्ति (वीएलएफ) और कम आवृत्ति (एलएफ) दूरी (300 किलोहर्ट्ज़ से नीचे) में काम करते हैं जो सबसे प्रबल बिजली संकेत प्रदान करते हैं: जो जमीन से वापसी स्ट्रोक द्वारा उत्पन्न होते हैं। किंतु जब तक सेंसर फ्लैश के समीप न हो, वे आईसी डिस्चार्ज से दुर्बल संकेतों को नहीं उठाते हैं, जिनमें उच्च आवृत्ति (एचएफ) दूरी (30 मेगाहर्ट्ज तक) में महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा होती है।
वीएलएफ लाइटनिंग प्राप्तकर्ता के साथ एक और समस्या यह है कि वे आयनमंडल से प्रतिबिंबों को उठाते हैं इसलिए कभी-कभी 100 किमी दूर और कई सौ किमी दूर बिजली के बीच की दूरी के बीच अंतर नहीं बता सकते हैं। कई सौ किमी की दूरी पर परावर्तित संकेत ("आकाश तरंग" कहा जाता है) प्रत्यक्ष सिग्नल ("ज़मीन की लहर" कहा जाता है) से अधिक प्रबल होता है।[13]
पृथ्वी-आयनमंडल वेवगाइड इलेक्ट्रोमैग्नेटिक वीएलएफ- और कम आवृत्ति तरंगों को ट्रैप करता है। बिजली के झटके से प्रसारित विद्युत चुम्बकीय पल्स उस वेवगाइड के अंदर फैलती हैं। वेवगाइड फैलाव है, जिसका अर्थ है कि उनका समूह वेग आवृत्ति पर निर्भर करता है। आसन्न आवृत्तियों पर एक प्रकाश नाड़ी के समूह समय विलंब का अंतर ट्रांसमीटर और रिसीवर के बीच की दूरी के समानुपाती होता है। दिशा खोजने की विधि के साथ, यह एक ही स्टेशन द्वारा उनके मूल स्थान से 10000 किमी की दूरी तक बिजली गिरने का पता लगाने की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त पृथ्वी-आयनमंडलीय वेवगाइड की ईजेन आवृति , शुमान अनुनादलगभग 7.5 हर्ट्ज पर वैश्विक गरज के साथ गतिविधि को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है।[14]
एक सेंसर के साथ बिजली की दूरी प्राप्त करने में कठिनाई के कारण बिजली की स्थिति के लिए एकमात्र वर्तमान विश्वसनीय विधि सेंसर और/या क्रॉस के बीच आगमन के समय के अंतर का उपयोग करके पृथ्वी की सतह के एक क्षेत्र को आवरण करने वाले स्पेस सेंसर के इंटरकनेक्टेड नेटवर्क के माध्यम से है। -विभिन्न सेंसर से बीयरिंग वर्तमान में यू.एस. में संचालित ऐसे कई राष्ट्रीय नेटवर्क सीजी फ्लैश की स्थिति प्रदान कर सकते हैं किंतु वर्तमान में आईसी फ्लैश का विश्वसनीय रूप से पता नहीं लगा सकते हैं और स्थिति नहीं बना सकते हैं।[15] कुछ छोटे क्षेत्र नेटवर्क हैं (जैसे कि कैनेडी स्पेस सेंटर का एलडीएआर नेटवर्क, जिनके सेंसर में से एक इस लेख के शीर्ष पर चित्रित किया गया है) जिनके आगमन प्रणाली का वीएचएफ समय है और आईसी फ्लैश का पता लगा सकते हैं और स्थिति निर्धारित कर सकते हैं। इन्हें लाइटनिंग मैपर ऐरे कहा जाता है। वे सामान्यतः 30-40 मील व्यास वाले वृत्त को आवरण करते हैं।
यह भी देखें
- स्वचालित हवाई अड्डा मौसम स्टेशन
- लाइटनिंग पूर्वानुमान प्रणाली
- संवहनी तूफान का पता लगाना
- परमाणु हथियारों का पता लगाने की मान्यता और उपज का अनुमान
- रेडियोआवृति मैसिंट
संदर्भ
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{{cite conference}}: CS1 maint: uses authors parameter (link)
बाहरी संबंध
Wikimedia Commons has media related to Lightning detectors.
- Vaisala Lightning Detection Archived 2016-03-07 at the Wayback Machine from Vaisala
- Recent North Amerआईसीan lightning activity from StrikestarUS
- Recent North Amerआईसीan lightning activity Archived 2006-07-05 at the Wayback Machine from Environment Canada
- Lightning detection guide (PDF) from the U.S. NOAA
- Lightning origin and research on detection from space from NASA
- Australian national storm tracker Archived 2008-12-16 at the Wayback Machine from Weatherzone Australia
- European Cooperation for Lightning Detection
- WWLLN World Wide Lightning Location Network
- Venezuela Lightning Network (VLN)
- Live world detection map (blitzortung.org)
- Experimenter's Lightning Detector
