基于改进麻雀搜索的雷暴云电荷反演方法

作     者：郑锦程 行鸿彦 王心怡 

作者机构：南京信息工程大学电子与信息工程学院 

出 版 物：《电子测量与仪器学报》 (Journal of Electronic Measurement and Instrumentation)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金(62171228)资助项目 

主　　题：三维大气电场 雷暴云电荷 麻雀搜索算法 电荷反演模型 混合策略改进 

摘      要：为解决雷暴云电荷反演方法精度较差、现有电荷反演模型受多站组网观测造成的环境误差影响等问题。在假设雷暴云层等厚模型的基础上，推导雷暴云电荷反演所需非线性方程组，建立基于三维大气电场的雷暴云电荷反演模型，通过正弦混沌映射函数优化麻雀搜索算法（SSA）种群初始化方式，提高种群分布的非线性，使用莱维飞行（Levy）函数和反向学习策略优化算法发现者的位置更新方式，提出一种基于改进麻雀搜索算法（ISSA）的雷暴云电荷反演方法。利用三维大气电场仪对地面电场数据进行观测并分析电场特征，使用混合策略改进的SSA算法反演雷暴云充电模型参数。实验结果表明，使用三维大气电场仪观测所得数据进行反演，能够有效消除多站组网观测造成的误差，对比SSA，改进后的ISSA算法反演所得雷暴云两秒相邻电荷量的偏差率均在1%左右，适应度值最低达到5.38，能较为精确的反演雷暴云电荷参数，为研究其充放电过程提供一定参考。