INFLUENCE OF THE CN TOWER ON THE LI

INFLUENCE OF THE CN TOWER ON THE LIGHTNING
ENVIRONMENT IN ITS VICINITY
A.M. Hussein1,2, S. Jan1
, V. Todorovski1
, M. Milewski1
, K.L. Cummins3
and W. Janischewskyj2
1
Electrical and Computer Engineering, Ryerson University, Toronto, Canada; [e-mail] 2
Electrical and Computer Engineering, University of Toronto, Toronto, Canada 3
Atmospheric Sciences, University of Arizona, AZ, USA
Abstract - The CN Tower has been the center of tourism in Toronto since it first opened to the public on June
26, 1976. Standing at 553 meters, it is Canada’s most recognizable icon. Could there be a down side to this
incredible structure? Does it attract more lightning; potentially putting the surrounding area in its vicinity in
harm’s way, or does it provide lightning protection to this area? Although, extensive investigations have been
performed concerning the characteristics of lightning strikes to the CN Tower, not much attention has been
given to the characteristics of lightning strikes in the vicinity of the tower or the influence the tower has on the
lightning environment around it. This paper is planned to help in addressing these questions. Using lightning
data reported in 2005 by the combined Canadian Lightning Detection Network (CLDN) and U.S. National
Lightning Detection Network (NLDN), an extensive analysis of lightning activity within 100 km of the tower has
been carried out. A comparison between the characteristics of CN Tower strikes and those of strikes occurring
in its vicinity is also included. Excluding CN Tower strokes, a lower stroke density in the area of up to a few
kilometres from the tower was observed, when compared with other nearby areas. Although the tower may
provide some protection to the area in its immediate vicinity, a larger data set is needed to confirm this initial
interesting finding. Furthermore, the waveform parameters of the lightning electromagnetic pulse (LEMP)
generated by return strokes to the tower are compared with those generated by non-CN Tower strokes. In
addition to the marked increase in the frequency of occurrence of CN Tower LEMP, its wavefront peak and
maximum rate-of-rise are found to be substantially larger than those characterizing non-CN Tower LEMP.
Therefore, electronic and communication systems located in the vicinity of a very tall structure may be exposed
to much higher levels of electromagnetic interference resulting from its LEMP.
1 INTRODUCTION
Although the lightning ground flash density (GFD), number of cloud-to-ground flashes per square kilometre per year,
in the Toronto area is about two, the Canadian National (CN) Tower, usually receives many tens of lightning strikes
yearly [1]. For example, video records show that in 1991, the CN Tower was hit with 80 flashes, 24 of which occurred
within 100-minute period [2].Therefore, the CN Tower presents one of the best sites in the world to observe lighting
for the purpose of studying tall-structure lightning, including the derivation of extensive statistics concerning the visual
characteristics of lightning flashes [2], [3], and the waveform parameters of the lightning current [4] and its generated
electromagnetic pulse [5]. Furthermore, return-stroke current models for lightning to elevated objects [6], [7] and the
performance characteristics of the combined CLDN and NLDN (referred to as the North American Lightning Detection
Network, or NALDN) have been evaluated based on CN Tower lightning return-stroke data [8].
Lightning strikes to the CN Tower have been observed for over 30 years. In 1991, five recording stations were in
operation to simultaneously capture the CN Tower lighting parameters; namely, the current derivative at the tower
using a Rogowski coil and RTD 710A Tektronix digitizers, the vertical component of the electric field and the two
horizontal components of the magnetic field, 2 km north of the tower, using broadband active sensors and RTD 710A
Tektronix digitizers, the return-stroke velocity, RSV, using a photodiode system, and two 2-dimensional images of the
flash trajectory using VHS (video home system) cameras from directions that are approximately perpendicular to each
other [1]. Figure 1 shows the CN Tower and the locations of these instruments.
Since 1996, an expansion of the measurement facilities has been taking place. A 1000-frame/sec high-speed camera
(HSC) was acquired in 1996 (Fig. 1). In 1997, a noise-protected current sensing system consisting of a new Rogowski
coil and an optical fibre link was installed at the tower (Fig. 1). In 2001, two LeCroy LT362 double-channel digitizers
with 2-ns time resolution and large segmented memories were acquired to record the lighting return-stroke current
derivative at the tower and its corresponding electromagnetic field. For time synchronization of CN Tower lightning
recording instruments, four Global Positioning System (GPS) units were also acquired. In 2008, a new two-channel
current recording system was installed at the tower with much larger memory per channel (50-M points) for the
possibility of measuring the continuing current.
August 19, 2005 was a Toronto famous stormy day, which provided much of the data reported in this investigation [9].
Using the NALDN data, the ground flash density for that day (24-hour period, Toronto local time) within 100 km
radius around the CN Tower was 0.4 flashes per square km, whereas the ground flash density in the same area for the
whole year (2005) was 2.38; that is to say 16.8% of lightning flashes during 2005 occurred on August 19. Also, the
stroke density within the same area on August 19 was 0.98, which amounts to 17% of the stroke density during the
whole year (5.79). Furthermore, during the same day, the CN Tower was struck by six flashes containing 37 return
strokes, 22 of which were reported by the NALDN. It is also interesting to note that the average flash multiplicity for
CN Tower flashes on August 19 was 6.17 according to CN Tower lightning data, whereas it was 3.67 according to
NALDN data. In contrast, the average flash multiplicity for non-CN Tower flashes within 100 km from the tower was
2.46 during the same day and 2.43 for the whole year. Therefore, a CN Tower flash, on average, contains more strokes
than a non-CN Tower flash.
In order to assess the protection effects of the tower on the area within its immediate vicinity, a careful study of
NALDN flash data within the area of up to 20 km from the tower indicated that the distances between estimated
locations of strokes within the same flash can be large, reaching close to 10 km in several cases. Therefore, the
influence of the existence of the tower on the lightning environment in its vicinity has been found to be more properly
investigated using the NALDN stroke data rather than its flash data.
Given the large attractive radius of the tower, it is possible to assume that stroke density near the tower is disturbed,
and that the characteristics of flashes/strokes in the immediate vicinity of the tower may differ from those of moredistant
strikes. This paper emphasizes the comparison between the characteristics of lightning strikes (e.g., flash
multiplicity, stroke density, polarity, and peak current) to the CN Tower and those of strikes occurring in the tower’s
vicinity. Also, the wavefront parameters (peak and maximum rate-of-rise) of lightning electromagnetic pulses (LEMPs)
generated by CN Tower return strokes are compared with those of LEMPs generated by return strokes to much shorter
objects or to ground in the vicinity of the tower [10].
2 Current Derivative and Field Measurement Systems
The return-stroke current derivative resulting from a strike to the CN Tower is measured using two Rogowski coils.
The older, 3-m long, 40-MHz coil was installed at the 474-m AGL in 1990, and encircles one-fifth of the tower’s steel
pentagonal structure [4]. Because of the symmetry, the captured signal is assumed to correspond to 20% of the total
current derivative. The coil is connected to one channel of an 8-bit, 2-ns, double-channel LeCroy LT362 digitizer,
located at a recording station (403-m AGL, Fig. 1), via a tri-axial cable. In 1997, a newer, 6-m long, 20-MHz coil was
installed at the 509-m AGL. The new coil encircles the whole steel structure of the tower and is connected to the
LeCroy digitizer via an optical fiber link [4]. During the 2005 lightning season, the new Rogowski coil was not
operational; therefore, the current data used here were obtained via the old Rogowski coil.
Since 1991, the vertical component of the electric field (Ez) and the azimuthal component of the magnetic field (Hφ),
resulting from lightning strikes to the CN Tower and strikes occurring in its vicinity, have been captured by broadband
active field sensors [11]. The sensors are placed on the roof of a 20-m high building, located 2 km north of the tower,
and are connected to a double-channel LeCroy LT362 digitizer via coaxial cables. The electric field sensor is an active,
hollow, hemispherical-shaped monopole with a sensitivity of 1.44 V/(kV/m). The electric field sensor has low and high
3-dB cut-off frequencies of 47 Hz and 100 MHz, respectively. The magnetic field sensor is of the small-loop antenna
type with a sensitivity of 0.166 V/(A/m). It has low and high 3-dB cutoff frequencies of 697 Hz and 150 MHz,
respectively. The circular loop of the magnetic field sensor is oriented in such a way as to capture the azimuthal
component of the magnetic field generated by CN Tower lightning strokes.
In 2004, GPS units were added for time synchronization of CN Tower lightning recording instruments, including the
current derivative and field measurement systems, allowing a time stamping, accurate to 1 μs, for each recorded return
stroke. In the past, before the acquisition of the GPS units, it was a tedious task to match lightning flashes recorded by
different instruments, let alone trying to match individual return strokes. Therefore, it was quite difficul

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

อิทธิพลของซีเอ็นทาวเวอร์บนฟ้าผ่าสภาพแวดล้อมในบริเวณใกล้เคียงน. Hussein1, 2, S. Jan1, V. Todorovski1, Milewski1 เมตรเคแอล Cummins3 และ Janischewskyj2 ฝั่งตะวันตก1ไฟฟ้า และ วิศวกรรมคอมพิวเตอร์ มหาวิทยาลัย Ryerson โตรอนโต แคนาดา 2 ใน [e-mail]ไฟฟ้า และคอมพิวเตอร์วิศวกรรม มหาวิทยาลัยโตรอนโต้ โตรอนโต แคนาดา 3บรรยากาศศาสตร์ มหาวิทยาลัยแอริโซนา AZ สหรัฐอเมริกาบทคัดย่อ - ซีเอ็นทาวเวอร์ได้รับศูนย์การท่องเที่ยวในโทรอนโตตั้งแต่มันเปิดครั้งแรกต่อสาธารณชนในเดือนมิถุนายน26, 1976 ยืนที่ 553 เมตร ได้ไอคอนที่โด่งดังที่สุดของแคนาดา ไม่มีข้างนี้โครงสร้างอย่างไม่น่าเชื่อ มันไม่ดึงดูดฟ้าผ่าเพิ่มเติม; อาจทำให้บริเวณโดยรอบในบริเวณใกล้เคียงในวิธีอันตราย หรือไม่มีการป้องกันฟ้าผ่ากับพื้นที่นี้หรือไม่ ถึงแม้ว่า การตรวจสอบอย่างละเอียดดำเนินการเกี่ยวข้องกับลักษณะของฟ้าผ่าลงไปซีเอ็นทาวเวอร์ ความสนใจมากไม่ได้ให้ลักษณะของฟ้าผ่าลงตั้งทาวเวอร์หรือหอที่มีอิทธิพลฟ้าผ่าที่สภาพแวดล้อมรอบ ๆ เอกสารนี้มีการวางแผนเพื่อช่วยในการจัดการกับคำถามเหล่านี้ ใช้ฟ้าผ่ารายงานข้อมูลในปี 2005 รวมแคนาดาฟ้าผ่าตรวจสอบเครือข่าย (CLDN) และประเทศสหรัฐอเมริกามีการวิเคราะห์อย่างละเอียดของกิจกรรมฟ้าผ่าภายใน 100 กิโลเมตรของหอฟ้าผ่าตรวจสอบเครือข่าย (NLDN),การดำเนินการ การเปรียบเทียบระหว่างลักษณะของซีเอ็นทาวเวอร์นัดหยุดงานและนัดหยุดงานที่เกิดขึ้นเหล่านั้นในบริเวณใกล้เคียงอยู่ ไม่รวมจังหวะซีเอ็นทาวเวอร์ ล่างเป็นโรคหลอดเลือดสมองความหนาแน่นในพื้นที่ได้กี่กิโลเมตรจากหอได้สังเกต เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่อื่น ๆ ใกล้เคียง แม้ว่าหออาจทำให้พื้นที่ในบริเวณใกล้เคียงทันที ชุดข้อมูลขนาดใหญ่ที่จำเป็นสำหรับการยืนยันการเริ่มต้นนี้การค้นหาที่น่าสนใจ นอกจากนี้ พารามิเตอร์ของรูปคลื่นของพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้าของฟ้าผ่า (LEMP)สร้าง โดยเที่ยวกลับจังหวะไปหอจะเทียบกับสร้างหอ CN จังหวะ ในเพิ่มเพื่อเพิ่มความถี่ของการเกิดเครื่อง CN Tower LEMP ความสูงส่ง และพบสูงสุดอัตราของเพิ่มขึ้นให้มากมากกว่าที่กำหนดลักษณะไม่ - CN Tower LEMPดังนั้น อิเล็กทรอนิกส์ และระบบสื่อสารที่ตั้งอยู่แห่งโครงสร้างสูงมากอาจถูกระดับสูงของสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจาก LEMP ของบทนำ 1แม้พื้นฟ้าผ่าแฟลชความหนาแน่น (GFD), จำนวนของเมฆล่างแฟลชต่อตารางกิโลเมตรต่อปีในกิลด์วู้ด เป็นประมาณ 2 ทาวเวอร์ประเทศแคนาดา (CN) มักจะได้รับสิบมากฟ้าผ่าประจำปี [1] ตัวอย่าง ระเบียนแสดงผลแสดงว่า ในปีพ.ศ. 2534 ซีเอ็นทาวเวอร์ถูกตี ด้วยแฟลช 80, 24 ที่เกิดขึ้นภายในระยะเวลา 100 นาที [2] ดังนั้น แสดงซีเอ็นทาวเวอร์ประเทศโลกสังเกตแสงอย่างใดอย่างหนึ่งเพื่อศึกษาฟ้าผ่าสูงโครงสร้าง รวมถึงที่มาของสถิติอย่างละเอียดเกี่ยวกับ visualลักษณะของฟ้าผ่าแฟลช [2], [3], และพารามิเตอร์ของรูปคลื่นของกระแสฟ้าผ่า [4] และสร้างความพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้า [5] นอกจากนี้ ปัจจุบันกลับจังหวะรุ่นสำหรับฟ้าผ่าวัตถุสูง [6], [7] และลักษณะประสิทธิภาพของ CLDN และ NLDN (เรียกว่าการตรวจพบฟ้าผ่าอเมริกาเหนือรวมเครือข่าย หรือ NALDN) ได้รับการประเมินตามข้อมูลกลับจังหวะฟ้าผ่าซีเอ็นทาวเวอร์ [8]ฟ้าผ่าลงไปซีเอ็นทาวเวอร์ได้ถูกตรวจสอบมากกว่า 30 ปี ในปีพ.ศ. 2534, 5 บันทึกสถานีได้ในการดำเนินงานพร้อมจับพารามิเตอร์แสงซีเอ็นทาวเวอร์ คือ อนุพันธ์ปัจจุบันทาวเวอร์ใช้ขด Rogowski และตัวกำหนดตำแหน่ง Tektronix 710A RTD แนวตั้งส่วนประกอบของสนามไฟฟ้าทั้งสององค์ประกอบแนวนอนของสนามแม่เหล็ก 2 km จากทาวเวอร์ การใช้บรอดแบนด์ใช้งานเซ็นเซอร์และ RTD 710ATektronix ตัวกำหนดตำแหน่ง ความเร็วจังหวะกลับ RSV ใช้ระบบ photodiode และสองภาพ 2 มิติของการแฟลชใช้กล้อง VHS (ระบบโฮมวิดีโอ) จากทิศทางที่ตั้งฉากกับแต่ละประมาณวิถีอื่น ๆ [1] รูปที่ 1 แสดงซีเอ็นทาวเวอร์และตำแหน่งของเครื่องมือเหล่านี้พ.ศ. 2539 ขยายสิ่งที่ประเมินได้สละตำแหน่ง กล้องความเร็วสูง 1000-เฟรม/วินาที(มงเปอ) มาในปี 1996 (Fig. 1) ในปี 1997 ป้องกันเสียงปัจจุบัน sensing ระบบประกอบด้วย Rogowski ใหม่ม้วนและเชื่อมโยงเส้นใยแสงมีการติดตั้งทาวเวอร์ (Fig. 1) ในปีค.ศ. 2001, LeCroy LT362 สองช่องสองตัวกำหนดตำแหน่งมี 2 ns ความละเอียดของเวลาและความทรงจำแบ่งส่วนใหญ่ได้มาบันทึกปัจจุบันกลับจังหวะแสงอนุพันธ์ที่หอและใบของแม่เหล็กไฟฟ้า สำหรับการซิงโครไนส์เวลาของฟ้าผ่าซีเอ็นทาวเวอร์บันทึกเครื่องมือ สี่หน่วยระบบการวางตำแหน่งทั่วโลก (GPS) ก็ยังมา ใน 2008 ใหม่ 2 ช่องติดตั้งระบบบันทึกปัจจุบันทาวเวอร์กับจำนวนหน่วยความจำขนาดใหญ่ต่อช่อง (50 M คะแนน) สำหรับการเป็นไปได้ของการวัดแบบต่อเนื่องปัจจุบัน 19 สิงหาคม 2005 โทรอนโตมีชื่อเสียงพายุวัน ที่มาของข้อมูลที่รายงานในการตรวจสอบนี้ [9]โดยใช้ข้อมูล NALDN พื้นแฟลชความหนาแน่นในวันนั้น (ระยะเวลา 24 ชั่วโมง เวลาท้องถิ่นโตรอนโต) ภายใน 100 กิโลเมตรรัศมีรอบซีเอ็นทาวเวอร์มีแฟลช 0.4 ต่อตร.กม. ในขณะที่ความหนาแน่นในพื้นที่เดียวกันสำหรับแฟลชพื้นทั้งปี (2005) ได้ 2.38 กล่าวคือ 16.8% ของฟ้าผ่าแฟลชในระหว่าง 2005 เกิดวันที่ 19 สิงหาคม ยังความหนาแน่นเส้นภายในพื้นที่เดียวกันในวันที่ 19 สิงหาคมได้ 0.98 ซึ่งจำนวนถึง 17% ของความหนาแน่นเส้นระหว่าง การทั้งปี (5.79) นอกจากนี้ วันเดียว ซีเอ็นทาวเวอร์หลง โดยประกอบด้วย 37 คืนแฟลช 6จังหวะ 22 ซึ่งถูกรายงาน โดย NALDN ก็ยังน่าสนใจที่จะสังเกตว่า การเฉลี่ยแฟลชมากมายหลายหลากสำหรับแฟลชซีเอ็นทาวเวอร์ในวันที่ 19 สิงหาคม 6.17 ตามข้อมูลฟ้าผ่าซีเอ็นทาวเวอร์ ในขณะที่มันถูกลง 3.67 ตามข้อมูล NALDN ในทางตรงกันข้าม การเฉลี่ยแฟลชมากมายหลายหลากสำหรับหอ CN แฟลชภายใน 100 กิโลเมตรจากอาคารได้2.46 ระหว่าง 2.43 สำหรับทั้งปีและในวันเดียวกัน ดังนั้น แฟลชแบบซีเอ็นทาวเวอร์ เฉลี่ย ประกอบด้วยจังหวะเพิ่มเติมกว่าแฟลชหอ CNการประเมินผลทาวเวอร์บนพื้นที่ภายในบริเวณใกล้เคียงทันที การศึกษาระมัดระวังป้องกันNALDN ข้อมูลแฟลชภายในพื้นที่ถึง 20 กิโลเมตรจากอาคารระบุว่า ระยะทางระหว่างประมาณตำแหน่งของจังหวะภายในแฟลชกันได้ขนาดใหญ่ เข้าถึงใกล้กับ 10 กิโลเมตรในหลายกรณี ดังนั้น การตรวจพบอิทธิพลของการดำรงอยู่ของหอในสภาพแวดล้อมของฟ้าผ่าในบริเวณใกล้เคียงเป็นอย่างมากตรวจสอบการใช้ข้อมูลจังหวะ NALDN แทนข้อมูลแฟลชกำหนดรัศมีขนาดใหญ่ที่น่าสนใจของหอ เป็นไปได้ถือว่า เป็นรบกวนเส้นความหนาแน่นใกล้หอและ ให้ลักษณะของแฟลช/จังหวะในบริเวณใกล้เคียงหออาจแตกต่างจากของ moredistantนัดหยุดงาน กระดาษนี้เน้นการเปรียบเทียบระหว่างลักษณะของฟ้าผ่า (เช่น แฟลชมากมายหลายหลาก เส้นความหนาแน่น ขั้ว และปัจจุบันสูงสุด) ซีเอ็นทาวเวอร์และที่นัดหยุดงานที่เกิดขึ้นในของทาวเวอร์บริเวณใกล้เคียง ยัง ส่งพารามิเตอร์ (สูงสุดและสูงสุดอัตราของขึ้น) ของพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้าฟ้าผ่า (LEMPs)สร้าง โดยซีเอ็นทาวเวอร์กลับจังหวะจะเทียบกับ LEMPs ที่สร้างขึ้น โดยจังหวะคืนจะสั้นกว่าวัตถุ หรือดินดีทาวเวอร์ [10]ปัจจุบันอนุพันธ์ 2 และฟิลด์ระบบวัดกลับจังหวะปัจจุบันพัฒนาเกิดจากการตีการซีเอ็นทาวเวอร์ถูกวัดโดยใช้ขดลวดสอง Rogowskiเก่า 3 m ยาว 40 MHz ขดลวดมาพันติดที่ AGL 474 เมตรในปี 1990 และหนึ่งห้าเป็นหอเหล็กล้อมโดยรอบห้าเหลี่ยมโครงสร้าง [4] เพราะสมมาตร สัญญาณจับจะถือว่าสอดคล้องกับ 20% ของยอดรวมอนุพันธ์ปัจจุบัน ขดลวดเชื่อมต่อกับช่องทางหนึ่งของการ 8 บิต 2-ns กำหนดตำแหน่งสองช่อง LeCroy LT362ตั้งอยู่ที่สถานีบันทึก (AGL 403 เมตร Fig. 1), ผ่านทางสายเคเบิลแกนตรี ในปี 1997 รุ่นใหม่ 6 เมตรยาว 20 MHz ขดได้ติดตั้งที่ AGL 509-m ขดลวดมาพันใหม่โครงสร้างเหล็กทั้งหมดของหอล้อมโดยรอบ และเชื่อมต่อกับการกำหนดตำแหน่ง LeCroy ผ่านการเชื่อมโยงใยแก้วนำแสง [4] ในระหว่างฤดูกาล 2005 ฟ้าผ่า ขด Rogowski ใหม่ไม่การดำเนินงาน ดังนั้น ข้อมูลปัจจุบันที่ใช้ที่นี่ได้รับผ่านขด Rogowski เก่าพ.ศ. 2534 แนวตั้งส่วนประกอบของสนามไฟฟ้า (Ez) และคอมโพเนนต์ azimuthal ของสนามแม่เหล็ก (Hφ),เกิดจากฟ้าผ่าซีเอ็นทาวเวอร์และนัดหยุดงานที่เกิดขึ้นในบริเวณใกล้เคียง มีการจับ โดยบรอดแบนด์ฟิลด์ที่เปิดใช้งานเซนเซอร์ [11] เซนเซอร์ที่อยู่บนดาดฟ้า 20 เมตรสูงอาคาร ตั้งอยู่ 2 km จากทาวเวอร์และเชื่อมโยงกับการกำหนดตำแหน่ง LeCroy LT362 สองช่องผ่านสายโคแอกเซียล เซ็นเซอร์ไฟฟ้าฟิลด์ถูกใช้งานอยู่ขั้วเดียวกลวง รูปครึ่งกับความไวของ 1.44 V/(kV/m) มีเซ็นเซอร์สนามไฟฟ้าต่ำและสูงตัด 3 dB ความถี่ 47 Hz และ 100 MHz ตามลำดับ เซนเซอร์สนามแม่เหล็กเป็นเสาขนาดเล็กวงชนิด มีความไวของ 0.166 V/(A/m) มีต่ำ และสูง 3 dB ตัดยอดความถี่ 697 Hz และ 150 MHzตามลำดับ วงกลมของเซนเซอร์สนามแม่เหล็กจะมุ่งเน้นในลักษณะเป็นจับที่ azimuthalส่วนประกอบของสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้น โดยจังหวะฟ้าผ่าซีเอ็นทาวเวอร์ในปี 2004 เพิ่มหน่วย GPS สำหรับการซิงโครไนส์เวลาของฟ้าผ่าซีเอ็นทาวเวอร์ที่บันทึกเครื่องมือ รวมถึงการปัจจุบันอนุพันธ์และระบบวัดฟิลด์ อนุญาตให้มีการประทับเวลา ต้องการ 1 μs สำหรับแต่ละบันทึกส่งคืนโรคหลอดเลือดสมอง ในอดีต ก่อนซื้อของหน่วย GPS มันเป็นงานที่น่าเบื่อให้ฟ้าผ่าแฟลชบันทึกโดยตรงเครื่องมือต่าง ๆ ให้พยายามให้ตรงกับจังหวะแต่ละคืนคนเดียว ดังนั้น มันเป็น difficul มาก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

อิทธิพลของ CN TOWER
บนฟ้าผ่าสิ่งแวดล้อมในบริเวณใกล้เคียง
AM Hussein1,2 เอส Jan1
โวลต์ Todorovski1
เมตร
Milewski1, KL Cummins3
และดับบลิว Janischewskyj2
1
วิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์, Ryerson มหาวิทยาลัยโตรอนโตประเทศแคนาดา; [e-mail] 2
วิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์มหาวิทยาลัยโตรอนโต, โตรอนโตแคนาดา 3
วิทยาศาสตร์บรรยากาศมหาวิทยาลัยแอริโซนา AZ, USA
บทคัดย่อ - หอคอย CN เป็นศูนย์กลางของการท่องเที่ยวในโตรอนโตตั้งแต่แรกเปิดไปที่ ประชาชนเมื่อวันที่
26 ปี 1976 ยืนอยู่ที่ 553 เมตรมันเป็นไอคอนที่รู้จักมากที่สุดของแคนาดา
อาจจะมีด้านที่ลงไปนี้โครงสร้างอย่างไม่น่าเชื่อ? มันดึงดูดฟ้าผ่ามากขึ้น
อาจวางบริเวณโดยรอบในบริเวณใกล้เคียงในอันตรายหรือไม่ก็ให้การป้องกันฟ้าผ่าไปยังพื้นที่นี้หรือไม่? แม้ว่าการตรวจสอบที่กว้างขวางได้รับการดำเนินการเกี่ยวกับลักษณะของฟ้าผ่าไปกับ CN Tower ที่ไม่ได้ให้ความสนใจมากได้รับการกำหนดลักษณะของฟ้าผ่าในบริเวณใกล้เคียงของหอหอหรือมีอิทธิพลที่มีต่อการสภาพแวดล้อมรอบฟ้าผ่า กระดาษนี้มีการวางแผนที่จะช่วยในการแก้ไขคำถามเหล่านี้ ฟ้าผ่าใช้ข้อมูลที่รายงานในปี 2005 โดยรวมของประเทศแคนาดาสายฟ้าการตรวจสอบเครือข่าย (CLDN) และสหรัฐอเมริกาแห่งชาติฟ้าผ่าการตรวจสอบเครือข่าย(NLDN) การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมของกิจกรรมฟ้าผ่าภายใน 100 กมของหอได้รับการดำเนินการ เปรียบเทียบระหว่างลักษณะของการนัดหยุดงาน CN Tower และผู้ตายที่เกิดขึ้นในบริเวณใกล้เคียงยังเป็นที่รวม ไม่รวมจังหวะกับ CN Tower, ความหนาแน่นของโรคหลอดเลือดสมองลดลงในพื้นที่ของการขึ้นไปไม่กี่กิโลเมตรจากหอคอยพบว่าเมื่อเทียบกับพื้นที่ใกล้เคียงอื่นๆ แม้ว่าหออาจให้การป้องกันในพื้นที่บางส่วนในบริเวณใกล้เคียงของชุดข้อมูลที่มีขนาดใหญ่เป็นสิ่งจำเป็นที่จะยืนยันเรื่องนี้เริ่มต้นการค้นพบที่น่าสนใจ นอกจากนี้รูปแบบของคลื่นพารามิเตอร์ของคลื่นชีพจรฟ้าผ่า (LEMP) ที่สร้างโดยจังหวะกลับไปที่หอจะถูกเมื่อเทียบกับผู้ที่สร้างขึ้นโดยจังหวะที่ไม่ CN ทาวเวอร์ ในนอกเหนือจากการเพิ่มขึ้นของการทำเครื่องหมายในความถี่ของการเกิดกับ CN Tower LEMP ยอดหน้าคลื่นและอัตราการเพิ่มขึ้นของสูงสุดจะพบว่ามีนัยสำคัญขนาดใหญ่กว่าลักษณะอาคารที่ไม่CN LEMP. ดังนั้นอิเล็กทรอนิกส์และระบบการสื่อสารที่ตั้งอยู่ใน บริเวณใกล้เคียงของโครงสร้างที่สูงมากอาจได้รับให้อยู่ในระดับที่สูงมากของสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดจากการที่LEMP. 1 บทนำแม้ว่าความหนาแน่นของพื้นดินฟ้าผ่าแฟลช(Gfd) จำนวนกะพริบเมฆสู่พื้นดินต่อตารางกิโลเมตรต่อปีในโตรอนโตเป็นเรื่องเกี่ยวกับพื้นที่สองแห่งชาติแคนาดา (CN) ทาวเวอร์มักจะได้รับนับหลายฟ้าผ่าเป็นประจำทุกปี[1] ยกตัวอย่างเช่นการบันทึกวิดีโอแสดงให้เห็นว่าในปี 1991 หอคอย cn ถูกตี 80 กะพริบ 24 ที่เกิดขึ้นภายในระยะเวลา100 นาที [2] .Therefore ทาวเวอร์ CN นำเสนอหนึ่งในเว็บไซต์ที่ดีที่สุดในโลกที่จะสังเกตเห็นแสงสำหรับวัตถุประสงค์ของการศึกษาฟ้าผ่าสูงโครงสร้างรวมทั้งที่มาของสถิติที่กว้างขวางเกี่ยวกับการมองเห็นลักษณะของฟ้าแลบ [2], [3] และพารามิเตอร์รูปคลื่นของกระแสฟ้าผ่า [4] และสร้างของคลื่นชีพจร[5] นอกจากนี้กลับจังหวะรุ่นปัจจุบันฟ้าผ่าวัตถุสูง [6] [7] และลักษณะการทำงานของรวมCLDN และ NLDN (เรียกว่านอร์ทอเมริกันสายฟ้าการตรวจสอบเครือข่ายหรือNALDN) ได้รับการประเมินบนพื้นฐานของ CN ทาวเวอร์ ข้อมูลฟ้าผ่าผลตอบแทนจังหวะ [8]. ฟ้าผ่าไปยังหอ CN ได้รับการปฏิบัติมานานกว่า 30 ปี ในปี 1991 สถานีห้าบันทึกอยู่ในการดำเนินการไปพร้อมๆ กันการจับภาพหอคอย CN พารามิเตอร์แสง; คืออนุพันธ์ปัจจุบันที่หอใช้ขดลวด Rogowski และ RTD 710A Tektronix digitizers องค์ประกอบในแนวตั้งของสนามไฟฟ้าและทั้งสององค์ประกอบแนวนอนของสนามแม่เหล็ก2 กม. ทางทิศเหนือของอาคารที่ใช้เซ็นเซอร์ที่ใช้งานอินเทอร์เน็ตความเร็วสูงและ RTD 710A Tektronix digitizers ความเร็วกลับมาจังหวะที่ RSV โดยใช้ระบบโฟโตไดโอดและสองภาพ 2 มิติของวิถีแฟลชโดยใช้วีดิทัศน์(บ้านระบบวิดีโอ) กล้องจากทิศทางที่มีประมาณตั้งฉากกับแต่ละอื่นๆ [1] รูปที่ 1 แสดงให้เห็นว่ามี CN Tower และสถานที่ของตราสารเหล่านี้. ตั้งแต่ปี 1996 การขยายตัวของสิ่งอำนวยความสะดวกการวัดที่ได้รับการวาง 1000 เฟรม / วินาทีกล้องความเร็วสูง(HSC) ที่ถูกซื้อกิจการในปี 1996 (รูปที่ 1). ในปี 1997 ซึ่งเป็นระบบตรวจจับสัญญาณรบกวนในปัจจุบันที่มีการป้องกันประกอบด้วย Rogowski ใหม่ขดลวดและการเชื่อมโยงใยแก้วนำแสงที่ติดตั้งที่หอ(รูปที่ 1). ในปี 2001 สอง LeCroy LT362 digitizers สองช่องทางที่มีความละเอียดเวลา2 ns การแบ่งกลุ่มและความทรงจำที่มีขนาดใหญ่ได้รับมาในการบันทึกแสงกลับมาจังหวะปัจจุบันอนุพันธ์ที่หอและสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่สอดคล้องกัน สำหรับเวลาที่ตรงกันของ CN ทาวเวอร์ฟ้าผ่าตราสารบันทึกสี่Global Positioning System (GPS) หน่วยกำลังซื้อยัง ในปี 2008 สองช่องทางใหม่ระบบการบันทึกในปัจจุบันได้รับการติดตั้งที่หอกับหน่วยความจำขนาดใหญ่ต่อช่องสัญญาณ(50-M คะแนน) สำหรับความเป็นไปได้ในการวัดกระแสอย่างต่อเนื่อง. 19 สิงหาคม 2005 เป็นวันที่มีพายุโตรอนโตที่มีชื่อเสียงซึ่งให้ มากของข้อมูลที่มีการรายงานในการสืบสวนคดีนี้ [9]. โดยใช้ข้อมูล NALDN พื้นดินมีความหนาแน่นแฟลชในวันนั้น (ระยะเวลา 24 ชั่วโมง, โตรอนโตเวลาท้องถิ่น) ภายใน 100 กมรัศมีรอบกับCN Tower เป็น 0.4 กะพริบต่อตารางกิโลเมตรในขณะที่ ความหนาแน่นแฟลชพื้นดินในพื้นที่เดียวกันสำหรับทั้งปี(2005) 2.38; กล่าวคือ 16.8% ของฟ้าแลบในช่วง 2005 ที่เกิดขึ้นในวันที่ 19 สิงหาคมนอกจากนี้ความหนาแน่นของโรคหลอดเลือดสมองที่อยู่ในพื้นที่เดียวกันเมื่อวันที่19 เดือนสิงหาคมเป็น 0.98 ซึ่งจะมีจำนวน 17% ของความหนาแน่นของโรคหลอดเลือดสมองในช่วงตลอดทั้งปี(5.79) นอกจากนี้ในระหว่างวันเดียวกันกับ CN Tower ถูกกระแทกด้วยหกกระพริบที่มีผลตอบแทนที่ 37 จังหวะที่ 22 ซึ่งได้รับรายงานจาก NALDN นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าหลายหลากแฟลชเฉลี่ยสำหรับกะพริบ CN ทาวเวอร์เมื่อวันที่ 19 เดือนสิงหาคมเป็น 6.17 ตามข้อมูลฟ้าผ่ากับ CN Tower ในขณะที่มันเป็น 3.67 ตามข้อมูลNALDN ในทางตรงกันข้ามหลายหลากแฟลชเฉลี่ยสำหรับการไม่กะพริบ CN ทาวเวอร์ภายใน 100 กมจากหอคอยเป็น2.46 ในระหว่างวันเดียวกันและ 2.43 ตลอดทั้งปี ดังนั้นแฟลชหอคอย cn โดยเฉลี่ยมีจังหวะมากขึ้นกว่าแฟลชทาวเวอร์ที่ไม่CN. เพื่อที่จะประเมินผลกระทบการป้องกันของหอในพื้นที่ที่อยู่ในบริเวณใกล้เคียงของการศึกษาอย่างระมัดระวังของข้อมูลแฟลช NALDN อยู่ในพื้นที่ของ ได้ถึง 20 กม. จากหอชี้ให้เห็นว่าระยะทางระหว่างประมาณสถานที่ของจังหวะภายในแฟลชเดียวกันอาจมีขนาดใหญ่ถึงใกล้กับ10 กม. ในหลายกรณี ดังนั้นการที่มีอิทธิพลต่อการดำรงอยู่ของหอกับสภาพแวดล้อมฟ้าผ่าในบริเวณใกล้เคียงที่ได้รับพบว่าจะถูกกว่าการตรวจสอบโดยใช้ข้อมูลจังหวะNALDN มากกว่าข้อมูลแฟลช. ได้รับรัศมีที่น่าสนใจที่มีขนาดใหญ่ของหอคอยก็เป็นไปได้ที่จะคิด ความหนาแน่นของโรคหลอดเลือดสมองที่อยู่ใกล้กับหอถูกรบกวนและลักษณะของกระพริบ/ จังหวะในบริเวณใกล้เคียงของหออาจแตกต่างจากของ moredistant การนัดหยุดงาน กระดาษนี้จะเน้นการเปรียบเทียบระหว่างลักษณะของฟ้าผ่า (เช่นแฟลชหลายหลากความหนาแน่นของโรคหลอดเลือดสมองขั้วและสูงสุดในปัจจุบัน) ไปยังหอ CN และผู้ตายที่เกิดขึ้นในหอคอยบริเวณใกล้เคียง นอกจากนี้พารามิเตอร์หน้าคลื่น (สูงสุดและอัตราการเพิ่มขึ้นของสูงสุด) ของพัลส์แม่เหล็กไฟฟ้าฟ้าผ่า (LEMPs) ที่สร้างโดย CN ทาวเวอร์จังหวะกลับมาเมื่อเทียบกับบรรดา LEMPs สร้างขึ้นโดยจังหวะกลับไปที่สั้นมากวัตถุหรือพื้นดินในบริเวณใกล้เคียงของหอ [10]. 2 อนุพันธ์ในปัจจุบันและสนามระบบการวัดอนุพันธ์กลับมาจังหวะในปัจจุบันเป็นผลมาจากการนัดหยุดงานไปยังหอCN มีการวัดมูลค่าโดยใช้สองขดลวด Rogowski. ที่มีอายุมากกว่า 3 เมตรยาวขดลวด 40 MHz ได้รับการติดตั้งที่ 474 -M AGL ในปี 1990 และล้อมรอบหนึ่งในห้าของเหล็กหอคอยโครงสร้างห้าเหลี่ยม[4] เพราะสมมาตรสัญญาณจับจะถือว่าสอดคล้องกับ 20% ของทั้งหมดอนุพันธ์ในปัจจุบัน ขดลวดที่เชื่อมต่อกับช่องทางหนึ่งของ 8 บิต 2 ns การดับเบิลช่อง LeCroy LT362 ดิจิไทเซอร์, ตั้งอยู่ที่สถานีบันทึก (AGL 403 เมตร, รูป. 1) ผ่านทางสายเคเบิลไตรแกน ในปี 1997 ใหม่ 6 เมตรยาวขดลวด 20 MHz ได้รับการติดตั้งที่AGL 509 เมตร ขดลวดใหม่ล้อมรอบทั้งโครงสร้างเหล็กของหอและมีการเชื่อมต่อกับดิจิไทเซอร์ LeCroy ผ่านการเชื่อมโยงใยแก้วนำแสง [4] ในช่วงฤดูฟ้าผ่า 2005 ขดลวด Rogowski ใหม่ก็ไม่ได้ปฏิบัติงาน ดังนั้นข้อมูลในปัจจุบันใช้ที่นี่ได้รับผ่านขดลวด Rogowski เก่า. ตั้งแต่ปี 1991 ซึ่งเป็นองค์ประกอบในแนวตั้งของสนามไฟฟ้า (Ez) และองค์ประกอบ azimuthal ของสนามแม่เหล็ก (Hφ) ที่เกิดจากฟ้าผ่าไปยังหอ CN และการนัดหยุดงาน ที่เกิดขึ้นในบริเวณใกล้เคียงได้รับการบันทึกโดยบรอดแบนด์เซ็นเซอร์สนามที่ใช้งาน[11] เซ็นเซอร์จะถูกวางไว้บนหลังคาของอาคารสูง 20 เมตรที่ตั้งอยู่ 2 กิโลเมตรทางเหนือของหอคอยและมีการเชื่อมต่อกับสองช่องทางLeCroy LT362 ดิจิไทเซอร์ผ่านทางสาย coaxial เซ็นเซอร์สนามไฟฟ้าเป็นงานกลวงโมโนโพครึ่งวงกลมมีรูปทรงที่มีความไว 1.44 วี / (kV / m) เซ็นเซอร์สนามไฟฟ้าที่มีต่ำและสูง3 dB ความถี่ตัด 47 Hz และ 100 MHz ตามลำดับ เซ็นเซอร์สนามแม่เหล็กเป็นวงเล็กเสาอากาศชนิดที่มีความไวของ 0.166 V / (A / m) แต่ก็มีต่ำและสูงตัด 3 dB ความถี่ 697 Hz และ 150 เมกะเฮิรตซ์ตามลำดับ ห่วงวงกลมของเซ็นเซอร์สนามแม่เหล็กเน้นในลักษณะที่จะจับ azimuthal ส่วนประกอบของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากหอคอย cn จังหวะฟ้าผ่า. ในปี 2004 หน่วย GPS ถูกเพิ่มสำหรับการประสานเวลาของการ CN ทาวเวอร์ตราสารบันทึกฟ้าผ่ารวมทั้งอนุพันธ์ในปัจจุบันและสาขาระบบการวัดให้มีเวลาปั๊มถูกต้อง 1 ไมโครวินาทีสำหรับแต่ละผลตอบแทนบันทึกจังหวะ ในอดีตที่ผ่านมาก่อนที่จะเข้าซื้อกิจการของหน่วย GPS มันเป็นงานที่น่าเบื่อเพื่อให้ตรงกับฟ้าแลบบันทึกโดยตราสารที่แตกต่างกันให้อยู่คนเดียวพยายามที่จะตรงกับจังหวะการกลับมาของแต่ละบุคคล ดังนั้นมันก็ค่อนข้าง difficul

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

อิทธิพลของ CN Tower ในสายฟ้า
สภาพแวดล้อมในบริเวณใกล้เคียง
น. hussein1,2 เอส jan1
V todorovski1
, M milewski1

ชื่อ cummins3 และ janischewskyj2
1
ไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัย Ryerson , โตรอนโต , แคนาดา ; [e-mail] 2
ไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยโตรอนโต , โตรอนโต แคนาดา 3
บรรยากาศวิทยาศาสตร์ , University of Arizona , AZ USA
นามธรรม - ซีเอ็นทาวเวอร์ได้รับการศูนย์กลางของการท่องเที่ยวในโตรอนโตตั้งแต่ก่อนเปิดให้ประชาชนบนมิถุนายน
ที่ 26 ตุลาคมนี้ ยืนอยู่ที่ 553 เมตร มันเป็นไอคอนที่รู้จักมากที่สุดของแคนาดา อาจจะมีด้านโครงสร้างนี้เหลือเชื่อ
? มันดึงดูดฟ้าผ่ามากกว่า อาจทำให้พื้นที่โดยรอบ ในบริเวณใกล้เคียงของ
เสี่ยงอันตราย หรือไม่ก็ให้ป้องกันฟ้าผ่าบริเวณนี้ถึงแม้ว่าการสอบสวนอย่างละเอียดได้
ดำเนินการเกี่ยวกับลักษณะของฟ้าผ่ากับ CN Tower ให้ความสนใจไม่มากได้รับ
ให้ลักษณะของฟ้าผ่าในบริเวณหอคอย หรืออิทธิพลหอมีบน
ฟ้าผ่าสภาพแวดล้อมที่อยู่รอบๆ กระดาษนี้มีการวางแผนเพื่อช่วยในการจัดการกับคำถามเหล่านี้ ใช้สายฟ้า
ข้อมูลที่รายงานในปี 2005 โดยรวมแคนาดาฟ้าผ่าตรวจสอบเครือข่าย ( CLDN ) และฟ้าผ่าตรวจสอบเครือข่ายระดับชาติ
สหรัฐอเมริกา ( เกิด ) , การวิเคราะห์อย่างกว้างขวางของกิจกรรมฟ้าผ่าภายใน 100 กิโลเมตรของหอคอยมี
ถูกนำออกมา การเปรียบเทียบลักษณะของ CN Tower และการนัดหยุดงานของการนัดหยุดงานเกิดขึ้น
ในปริมณฑล รวมอยู่ด้วย ยกเว้น CN Tower ลายเส้นลดจังหวะความหนาแน่นในพื้นที่ถึงไม่กี่
กิโลเมตรจากหอคอยสังเกตได้ เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นที่ใกล้เคียงอื่น ๆ แม้ว่าหอคอยอาจ
ให้การป้องกันบางอย่างกับพื้นที่ในบริเวณใกล้เคียงของมันทันที ขนาดใหญ่ชุดข้อมูลจำเป็นเพื่อยืนยันนี้เริ่มต้น
ที่น่าสนใจในการค้นหา นอกจากนี้ สัญญาณพารามิเตอร์ของสายฟ้าคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ( เลมป์ )
ที่สร้างขึ้นโดยกลับจังหวะที่หอจะเทียบกับผู้ที่สร้างขึ้นโดยปลอด CN ทาวเวอร์จังหวะ ใน
นอกเหนือไปจากการปรับตัวเพิ่มขึ้นในความถี่ของการเกิดขึ้นของ CN Tower เลมป์ของยอดคลื่นสูงสุดและอัตราการเพิ่มขึ้น
จะพบว่ามีมากมีขนาดใหญ่กว่าผู้ไม่แสดงทาวเวอร์ CN เลมป์ .
ดังนั้น