卫星闪电成像仪+闪电定位仪：地空探测闪电的“千里眼”

从气象学角度来说，雷电是发生在大气中伴随着声、光、电的一种自然放电现象，也称为闪电，通常分为云闪、云地闪。

早期的雷电观测是人工观测，从19世纪后期，国外科学家开始研究通过光学、电学、声学等多种观测技术来自动观测雷电，并于上世纪八十年代陆续开始大范围雷电业务观测。

我国雷电自动观测技术的研究开始于20世纪70年代。1990年，国产磁方向闪电定位系统研制成功；1996年，采用GPS信号的高精度时差与测向混合系统研制成功；2007年，中国气象局建设了国家雷电探测网和雷电数据处理中心，开始雷电自动观测业务。

目前国内外气象探测业务中使用的雷电自动观测仪器，是通过对闪电辐射的声、光、电特性进行测量，进而确定闪电放电的空间位置和参数。根据探测原理的不同，仪器主要有地基闪电定位仪、星载闪电成像仪。

闪电定位仪利用天线系统，采集来自远距离的闪电辐射源电磁信号，经过数据处理测量闪电辐射源特征参量；单个闪电定位仪可探测闪电的发生，但不能确定闪电发生位置和时间，需要通过多个闪电定位仪组网形成闪电定位系统来进行定位计算。

闪电定位仪系统按照采用设备的不同，又可以分为低频或甚低频（LF/VLF）闪电定位系统，例如美国国家闪电探测网（NLDN），可以探测云地闪和部分云闪；还有一种是高频或甚高频（HF/VHF）闪电定位系统，例如美国新墨西哥矿业技术学院开发的闪电图示系统（LMA），是目前国际上最精确的三维闪电定位系统，几乎可以探测到所有的云闪。

星载闪电成像仪通过CCD面阵，探测雷电发生时的光辐射特性，测量出闪电发生位置、时间等。例如，风云四号卫星的闪电成像仪，从2018年开始业务应用。

总而言之，地基和星基雷电观测系统各有所长、优势互补，为进行大范围雷电探测提供了理想的平台。

而近期南非摄影师捕捉到的“红色精灵”以及去年发生在我国一些地区的“红色闪电”，亦或是一些其他颜色如蓝色、紫色闪电，是人肉眼看到的一种光学现象，发生位置可在地面附近、云底、电离层底部等。由于这些闪电一般并不经常出现，系统观测和统计分析还有欠缺，在研究中通常采用光学摄像方法来观测。