近50年武陟縣雷暴氣候特征及雷災分析

唐金龍

(武陟縣氣象局,河南武陟454950)

0 引言

雷暴是目前公認的災害性天氣,據估計全球每年發(fā)生雷暴約1600萬次,平均每天約4.4萬次,每小時約發(fā)生1820次[1]。雷電災害是聯(lián)合國國際減災十年委員會公布的最嚴重的10種自然災害之一[2]。中國氣象局雷電防護管理辦公室的相關統(tǒng)計表明,僅2008年1～10月全國上報的20多個省、直轄市、自治區(qū)的雷電災情報告(上報時間截止到11月5日)看,就統(tǒng)計上報3220起雷電災害事故,造成300起雷擊人員事故,使563人死傷,其中291人死亡,272人受傷,造成直接經濟損失8160萬元,間接經濟損失約7131萬元[3]。深入分析雷電災害的時間分布規(guī)律,為有效減輕雷電災害造成的經濟財產損失和人員傷亡提供重要的科學依據。

近年,人們已從多方面對雷電及其雷電災害進行了大量的研究[4-8],中國不少專業(yè)技術人員在雷電災害的時空分布特征和成因方面也進行了大量的研究[3]。胡先鋒[9]利用1998～2004年全國雷電災害資料對中國雷電災害時空分布特征及其造成的損失進行了分析,并指出,中國雷電災害次數(shù)呈逐年波動增長趨勢,夏季是中國雷電災害發(fā)生最多的季節(jié)(占全年雷電災害的66%),雷電災害地理分布總體上為南多北少,雷擊造成人員傷亡事故和社會經濟損失的分布具有明顯的區(qū)域性,電力和通信行業(yè)受雷災的比例最大。武陟縣地處河南省西北部,是黃河、沁河交匯處,是太行山脈與豫北平原的過渡地帶,雷電活動頻發(fā)。因此,深入研究并掌握雷暴氣候特征變化,加強雷電災害損失特征統(tǒng)計分析,為加強武陟縣防雷減災工作具有重要的科學參考依據。

1 資料及統(tǒng)計說明

所用1960～2009年近50年雷暴觀測資料為武陟國家一般氣象站提供。此資料,有關臺站的變遷、觀測時制變化和儀器使用等,查找了武陟國家一般氣象站原始檔案。從1960年到2009年只有一次變換地址,現(xiàn)址在縣城城郊,距離原址3km,拔海高度降低4.3m。從地理位置、觀測環(huán)境和對比觀測資料結果看,搬遷對雷暴觀測結果無明顯影響。

所用1960～2009年近50年雷電災害資料為武陟國家一般氣象站提供的《武陟縣氣象災害年鑒》、中國氣象局雷電防護管理辦公室提供的《全國雷電災害典型實例匯總》所有武陟縣雷電災害典型事例。記錄了雷災事件發(fā)生的時間、地點、雷災發(fā)生地類型以及直接經濟損失的行業(yè)、設備(設備損失件數(shù))、火災爆炸、建筑物損害、受傷人數(shù)、死亡人數(shù)等各方面的情況[10]。

根據武陟縣地區(qū)的氣候特點,分別用3～5月、6～8月、9～11月、12月至次年2月分別代表春、夏、秋、冬季。

2 雷暴的年、季、月、日變化特征

2.1 雷暴的年變化特征

從圖1可以看出:20世紀60年代末到80年代末多在年均值17天附近擺動,20世紀初達到最高峰,20世紀末下降;近50年來共出現(xiàn)950個雷暴日,年平均雷暴日數(shù)為19天。雷暴出現(xiàn)最多的是2004年,有33個雷暴日;出現(xiàn)最少的是1976年,只有7個雷暴日。

圖1 武陟縣雷暴年際變化圖(斷線為年平均線)

2.2 雷暴的季節(jié)變化特征

由表1可見,雷暴以夏季出現(xiàn)最多,累年平均出現(xiàn)14.7個雷暴日,是各季累計平均出現(xiàn)日數(shù)(4.74天)的近2倍,約占全年雷暴出現(xiàn)日數(shù)的77.6%;春季次之,累年平均出現(xiàn)2.76個雷暴日;冬季出現(xiàn)最少,累年平均出現(xiàn)0.02個雷暴日,普查50年的資料發(fā)現(xiàn)其中僅2002年1月出現(xiàn)1次雷暴外,其余年份冬季均未出現(xiàn)雷暴。

表1 累年各季、月雷暴出現(xiàn)日數(shù)分布

2.3 雷暴的月變化特征

由表1可見,雷暴多集中出現(xiàn)在6～8月,6～8月累計平均出現(xiàn)為14.7天,約占全年雷暴出現(xiàn)日數(shù)的77.6%;以7月份出現(xiàn)最多,累年平均有5.96個雷暴日,約占全年雷暴出現(xiàn)日數(shù)的31.5%;其次為8、6月份,累年平均分別為4.90、3.84個雷暴日;11、12、1月份均出現(xiàn)最少,這4個月累計約占全年雷暴出現(xiàn)日數(shù)的0.32%,普查50年的資料發(fā)現(xiàn)其中僅有3個雷暴日,出現(xiàn)雷暴的概率僅為1%,可見在每年的11、12、1、2月份武陟縣出現(xiàn)雷暴的概率非常少。

2.4 雷暴的日變化特征

由近50年資料得出,雷暴每天較集中出現(xiàn)在13～22時(北京時,下同),其中又以16～18時最多,早上至上午(07～09時)出現(xiàn)最少,這一特征在夏季(6～8月)表現(xiàn)得最為明顯。春、秋、冬季出現(xiàn)的雷暴概率相對較少故不作分析。

2.5 雷暴的初、終期及持續(xù)時間

武陟縣雷暴初期平均是4月2日,最早是2002年1月12日,最晚是1976年6月23日;雷暴終期平均是9月3日,最早是1968年8月7日,最晚是1993年11月17日。一年中,持續(xù)時間在1～2小時的雷暴最多,而持續(xù)時間在0～2小時的雷暴,則主要出現(xiàn)在夏季;其中持續(xù)時間在0～1小時和1～2小時的雷暴出現(xiàn)最多均在7月,可見,武陟縣夏季多以2小時以內短時性雷暴為主。

3 雷災特征分析

3.1 雷災的年變化特征

由表2可見,年平均雷電災害次數(shù)為5.8次,1960～2009年武陟縣雷災造成的經濟損失共計63.90萬元,平均每年1278元。特別是2005～2009年,雷災經濟損失為30.20萬元,平均每年7.55萬元。雷電災害對國民經濟和現(xiàn)代化建設造成了比較嚴重的影響。

統(tǒng)計結果表明,1960～2009年,武陟縣年均雷擊傷亡人數(shù)為7人,最多的是2005～2009年,達4人。雷災傷亡人數(shù)100%集中在農村地區(qū),水陸交接地帶、樹下、田間、曠野地段是雷擊人身傷亡事故的多發(fā)地[11-12]。概括起來主要有3個原因[13]:(1)農民群體防御雷電意識相對淡薄,往往遇到雷雨天氣時,仍繼續(xù)在田間勞動;(2)每年6～8月是武陟縣雷暴多發(fā)的一個時段,而這時也是農忙季節(jié),農民群眾在曠野活動的頻度比平時高,停留時間相對平時較長,加之武陟縣地處黃河、沁河交匯處,有些地方本身就是雷擊災害最容易發(fā)生的地點,事件自然多發(fā);(3)廣大農村地區(qū),建筑物缺少雷電防御裝置。

表2 1960～2009年武陟縣雷災造成的經濟損失和人員傷亡統(tǒng)計表

3.2 雷電災害的行業(yè)特征

將遭受雷擊的行業(yè)設備分為廣播系統(tǒng)、電力設施、家用電器、計算機網絡其他共5類,對1960～2009年雷電災害中這5類行業(yè)設備的雷暴災害次數(shù)和雷電災害造成的經濟損失情況進行統(tǒng)計分析。

從表3可以看出,遭受雷電災害次數(shù)最多為家用電器,高達17起,占總雷災次數(shù)的29%,由雷擊造成的家用電器損壞起數(shù)有逐年增加的趨勢。其原因為:(1)隨著社會經濟發(fā)展,人們生活水平不斷提高,家用電器普及率也不斷提高;(2)在家用電器的防雷方面,人們防雷意識比較淡薄。

遭受雷災經濟損失最大的為廣播系統(tǒng),高達15.98萬元,占總損失的25%,其遭受的雷災次數(shù)占雷災起數(shù)的19%,其原因有:(1)廣播系統(tǒng)在廣大農村地區(qū)的普及率很高;(2)絕大多數(shù)大功率揚聲器都處在全村位置最高的地方,露天分布較廣,遭受雷擊的概率較大;(3)廣播系統(tǒng)缺少雷電防護裝置。

計算機網絡遭受雷暴災害的次數(shù)和遭受的經濟損失均占總數(shù)量的14%。其原因有:(1)隨著武陟縣網絡化、信息化建設進程加快,信息網絡等弱電設備在各個系統(tǒng)中的大量應用,這類設備本身抗電磁干擾能力比較低;(2)部分計算機網絡系統(tǒng)未安裝雷電防護裝置,或者有些已經安裝了防雷裝置的信息系統(tǒng),由于某些SPD選型不正確或產品性能可能有問題,當雷電過電壓發(fā)生后,SPD未啟動工作;(3)在安裝雷電防護裝置的過程中,施工不規(guī)范,使雷電流無法快速泄放入大地,造成雷擊事故。

表3 1960～2009年武陟縣雷暴災害按行業(yè)類型分類統(tǒng)計表

4 結論與討論

利用武陟縣1960～2009年雷暴觀測資料、雷災典型實例資料,通過對雷災發(fā)生的時間、行業(yè)及損害設施類型等方面進行分析,揭示了武陟縣雷電災害的分布特征,并得出以下結論:

(1)武陟縣年平均出現(xiàn)雷暴日數(shù)為19天,初雷一般在4月2日,終雷一般在9月3日,年平均雷電災害次數(shù)為5.8次;

(2)一年中雷暴多集中出現(xiàn)在6～8月,以 7月出現(xiàn)最多,11、12、1月出現(xiàn)最少;

(3)一年四季中,雷暴以夏季出現(xiàn)最多,冬季出現(xiàn)最少;

(4)雷暴每天較集中出現(xiàn)的時間為13～22時,其中又以16～18時出現(xiàn)最多,早上至上午(7～9時)出現(xiàn)最少;

(5)一年中,持續(xù)時間為1～2小時的雷暴出現(xiàn)最多,武陟縣夏季以持續(xù)時間為2小時內的短時性雷暴天氣為主。

(6)多種受損設施中,廣播系統(tǒng)遭受雷災造成的直接經濟損失最大;家用電器遭受雷災次數(shù)最多,其直接經濟損失次之;近5年雷災損失有明顯快速上升的趨勢。

雷暴是一種突發(fā)性很強的災害天氣,掌握雷暴的氣候特征,做好雷電防御工作具有重要的社會意義。可以通過以下方式做好防雷減災工作:加強雷電災害防護知識宣傳,增強全社會防雷意識;加強雷電防護行政與技術管理;加快雷電監(jiān)測網建設,為更好的進行雷電預報預警提供基礎平臺。

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