新鄉(xiāng)市雷電活動評估及風(fēng)險區(qū)劃

胡武鵬

（新鄉(xiāng)市氣象局，河南 新鄉(xiāng) 453000）

新鄉(xiāng)市雷電活動評估及風(fēng)險區(qū)劃

胡武鵬

（新鄉(xiāng)市氣象局，河南 新鄉(xiāng) 453000）

某一地區(qū)雷電事故的發(fā)生頻率及其造成的損害，既與該地區(qū)的區(qū)域位置、氣候條件、人文環(huán)境有關(guān)，也同樣與該地區(qū)的經(jīng)濟和人口密度特征狀況有關(guān)。本文根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)繪制出河南省新鄉(xiāng)市雷電災(zāi)害易損度區(qū)劃圖，為該地區(qū)降低雷災(zāi)損失、雷電防御減災(zāi)規(guī)劃提供可靠的科學(xué)指導(dǎo)。

雷電災(zāi)害；風(fēng)險區(qū)劃；易損性評估

雷電是指伴隨有閃電和雷鳴的一種超高電壓、大電流、強電磁輻射的放電現(xiàn)象。雷電災(zāi)害是指雷雨中的電能釋放，擊中物體或形成的強烈電磁輻射而造成的災(zāi)害現(xiàn)象［1］。這種災(zāi)害性天氣所產(chǎn)生的電磁輻射效應(yīng)和靜電場等常伴有強大的雷電流、劇烈沖擊波、超高的溫度，其特點是能量釋放時間短，危害性大。易造成建筑物機械性損壞或起火，對計算機網(wǎng)絡(luò)、通信網(wǎng)絡(luò)、航空、電力等電子設(shè)備極易造成嚴(yán)重的損壞。

雷電災(zāi)害有兩類：一類是感應(yīng)雷，另一類是直擊雷。感應(yīng)雷主要以過電壓波的電磁波的方式對電子電器設(shè)備造成危害；而直擊雷通過雷電流傳導(dǎo)的大電流直接擊打在被擊的建筑物上，容易造成機械性破壞。這兩種形式的雷擊盡管有著不盡相同的表現(xiàn)形式，但對人民群眾的生命、財產(chǎn)的安全均構(gòu)成重大危害［2］。近年來，中國的GDP總量已躍居世界第二。隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展、互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及以及電子產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，由雷電事故引發(fā)的自然災(zāi)害越來越多，造成的經(jīng)濟損失和社會關(guān)注度越來越大。目前，我國平均每年因雷電事故造成的超過1萬人以上的傷亡悲劇，死亡大約3 000以上，財產(chǎn)損失保守估計在50億～100億元。

1 新鄉(xiāng)市區(qū)域環(huán)境背景分析

1.1 地理環(huán)境

新鄉(xiāng)市位于河南省北部，北緯35°18＇，東經(jīng)113°54＇，區(qū)域面積8 269km2。新鄉(xiāng)市地處黃河、海河兩大水系，平原面積占78%。水庫容量1.99億m3。黃河流經(jīng)新鄉(xiāng)市170km，流域面積達4 558km2。源自南陽市的“南水北調(diào)”中線工程，在新鄉(xiāng)市境內(nèi)長度達77km。新鄉(xiāng)市屬溫帶大陸性氣候，處于中緯度季風(fēng)氣候區(qū)，夏季常受偏南暖濕氣流影響，是雷電災(zāi)害事故較為頻發(fā)的地區(qū)。

1.2 人文環(huán)境

截至2013年末，新鄉(xiāng)市總?cè)丝跒?00.43萬人，常住人口為567.5萬人。人口密度為661人/km2。新鄉(xiāng)市屬典型的少數(shù)民族雜散居地區(qū)，具有大分散小聚集的特點。廣大農(nóng)村人口居住在南太行山區(qū)、黃河北岸的大部分區(qū)域，這里地形、氣候條件比較復(fù)雜，基礎(chǔ)設(shè)施落后，大部分人缺乏雷電防護意識和措施，比較容易受到雷電的侵襲。

1.3 經(jīng)濟狀況

2014年，新鄉(xiāng)市完成地區(qū)生產(chǎn)總值1 918億元，增長9.3%，總量和增速均居全省第六位，增速前移3個位次。以新型農(nóng)村住宅社區(qū)建設(shè)為重點的統(tǒng)籌城鄉(xiāng)工作率先推進，城鎮(zhèn)化率達到40.96%，被確定為全省統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展試驗區(qū)。伴隨著國家建設(shè)“一帶一路”的東風(fēng)和中原經(jīng)濟區(qū)建設(shè)的深入推進，憑借緊鄰鄭州市的區(qū)位優(yōu)勢，新鄉(xiāng)市的經(jīng)濟發(fā)展呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的良好勢頭。然而，經(jīng)濟的快速發(fā)展伴隨的是電子設(shè)備、電器設(shè)備的廣泛應(yīng)用，這也使得雷電事故造成的損失面越來越廣。

2 新鄉(xiāng)市雷暴空間分布

通過對比分析1960-2013年新鄉(xiāng)市8個地面氣象觀測站逐日地面氣象觀測資料的數(shù)據(jù)情況，運用統(tǒng)計學(xué)的方法得出每個氣象站的年平均雷暴日數(shù)。全市境內(nèi)年平均雷暴日數(shù)為164.6d，年平均每站出現(xiàn)雷暴日數(shù)為20.6d，依據(jù)雷暴日的理論劃分標(biāo)準(zhǔn)，衛(wèi)輝市、原陽縣、封丘縣屬于少雷區(qū)，新鄉(xiāng)市、獲嘉縣、延津縣、輝縣市屬于多雷區(qū)。而新鄉(xiāng)市雷暴日集中在6-8月，因此雷電災(zāi)害的發(fā)生也主要集中在此期間，期間發(fā)生的雷暴日數(shù)占全年的77.6%，全市7月雷暴日最多，占全年雷暴日總數(shù)的33.1%。新鄉(xiāng)市雷暴一般始于每年的3月上中旬，雷暴結(jié)束日一般出現(xiàn)在10月下旬，最晚11月上旬，與一般地區(qū)相比持續(xù)的時間更長。

3 雷電災(zāi)害易損性評價指標(biāo)

3.1 易損性概念

易損性是指事物容易受到損害和損傷的程度，其反映特定條件下事物的脆弱性。災(zāi)害的發(fā)生是由致災(zāi)環(huán)境的所處位置和被傷害物體的脆弱性疊加所決定的。就致災(zāi)環(huán)境本身而言，其存在是客觀的、不以外界的事物為轉(zhuǎn)移的，要變動致災(zāi)所處的周圍環(huán)境是艱難的，有時是幾乎不可能的；而被傷害物體則不一樣，人為影響的因素占主要成分。由于地理環(huán)境、人文環(huán)境及經(jīng)濟發(fā)展對環(huán)境造成的影響不平衡因素，同一破壞程度的災(zāi)種在不同承災(zāi)體上帶來的危害是大不相同的。新鄉(xiāng)市雷電災(zāi)害易損性現(xiàn)狀客觀反映了新鄉(xiāng)市各縣（市）面對雷電災(zāi)害的敏感度，這既與各地的地理位置、氣象環(huán)境、雷暴日數(shù)等有關(guān)，也與各地的經(jīng)濟發(fā)展情況、人口密度等因素有關(guān)。

3.2 易損性評價指標(biāo)

雷電災(zāi)害的易損性評價標(biāo)準(zhǔn)常通過以下幾個主要指標(biāo)來反映：雷擊密度D、雷電災(zāi)害頻度F、經(jīng)濟易損模數(shù)E、生命易損模數(shù)L。其中，前兩個指數(shù)著重于雷電災(zāi)害發(fā)生頻數(shù)的有效統(tǒng)計，反映致災(zāi)因子的時空分布，雷暴日數(shù)是反映雷電活動的最重要指標(biāo)；后兩項指數(shù)更側(cè)重于雷電災(zāi)害事故發(fā)生后對經(jīng)濟損失的有效統(tǒng)計，反映的是承災(zāi)體的損害程度。

4 新鄉(xiāng)市雷電災(zāi)害易損性分析與評估

一個地區(qū)的雷電災(zāi)害易脆弱性指標(biāo)客觀反映了該地區(qū)未來因雷電事故可能造成的經(jīng)濟和人員傷亡的大小。為了將雷災(zāi)易損性表現(xiàn)得更直觀，本文采用極高、高、中、低4個等級指標(biāo)來加以劃分，以上4個雷電災(zāi)害易損性的等級指標(biāo)客觀呈現(xiàn)了該地區(qū)發(fā)生雷電事故時造成各種損失的大小。

為了便于各縣之間進行比較、分析。根據(jù)新鄉(xiāng)市各縣市所處地理環(huán)境、氣象條件、經(jīng)濟狀況、人口指數(shù)等諸多方面因素以及參考以往的雷電災(zāi)害易損性等級指標(biāo)劃分標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合新鄉(xiāng)市雷電災(zāi)害事故的具體情況，賦予各指標(biāo)特定的數(shù)值：極高等級為1.0，高等級為0.8，中等級為0.5，低等級為0.2等。然后，采用氣象學(xué)統(tǒng)計分析中的分級統(tǒng)計方法，分級統(tǒng)計結(jié)束后，逐一通過判斷各個縣市每項指標(biāo)所處的等級，最后通過計算獲得平均值為綜合指數(shù)。

5 新鄉(xiāng)市雷電災(zāi)害風(fēng)險區(qū)劃

根據(jù)雷電災(zāi)害事故易損度的綜合評價結(jié)果，采用分區(qū)法將新鄉(xiāng)市8個縣市分類為雷電災(zāi)害低易損區(qū)、中易損區(qū)、高易損區(qū)和極高易損區(qū)4個不同的易損地域。各地域雷災(zāi)綜合易損度值分別為0≤R＜0.37，0.37≤R＜0.58，0.58≤R＜0.78，0.78≤R＜1。最后，根據(jù)新鄉(xiāng)市8個縣市雷電災(zāi)害事故綜合風(fēng)險度值，判斷每個區(qū)域所處風(fēng)險等級。由此，獲得了新鄉(xiāng)市雷電災(zāi)害事件風(fēng)險區(qū)劃的結(jié)果：原陽縣、封丘縣屬于低易損區(qū)，衛(wèi)輝市、延津縣屬于中易損區(qū)，新鄉(xiāng)市、獲嘉縣屬于高易損區(qū)，輝縣市屬于極高易損區(qū)。

6 結(jié)論

本文根據(jù)以往新鄉(xiāng)市各縣市的雷暴日和雷電災(zāi)害數(shù)據(jù)，并結(jié)合新鄉(xiāng)市人口和經(jīng)濟狀況，提出了新鄉(xiāng)市雷電災(zāi)害易損性分析指標(biāo)，對新鄉(xiāng)市8個縣市進行了易損度區(qū)劃歸納統(tǒng)計，得出如下結(jié)論，后續(xù)問題有待進一步調(diào)研分析。

①一個地區(qū)的雷擊災(zāi)害的發(fā)生及其破壞情況與該區(qū)域所處的地理環(huán)境、氣象環(huán)境、土壤環(huán)境有關(guān)，同時也與該地區(qū)的人口稠密程度、經(jīng)濟發(fā)展水平有關(guān)。輝縣市是新鄉(xiāng)縣域經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)，又地處太行山的南麓，雷暴多發(fā)地區(qū)，因而成為雷災(zāi)易損度最高的地區(qū)。②選擇不同的數(shù)據(jù)指標(biāo)，可能得出的結(jié)論就有很大的偏差。同時，雷災(zāi)事故的調(diào)查、鑒定、評估所需時間較長，現(xiàn)有的數(shù)據(jù)難免有遺漏，有待進一步研究和探討。③人工觀測和通過閃電定位系統(tǒng)觀測雷暴日的方法都在運用，但后者更加可信，不會產(chǎn)生漏記的現(xiàn)象。而且我國氣象部門目前還沒有閃電電位系統(tǒng)方面的權(quán)威標(biāo)準(zhǔn)。因此，雷暴日的數(shù)據(jù)獲得最好通過手段相結(jié)合的方式，這樣得到的數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確、可靠。

［1］陳謂民.雷電學(xué)原理［M］.北京：氣象出版社，2003.

［2］金磊.城市災(zāi)害學(xué)原理［M］.北京：氣象出版社，1997.

Assessment and Risk Zoning of Lightning Activity in Xinxiang City

Hu Wupeng
（Xinxiang Meteorological Bureau，Xinxiang Henan 453000）

The frequency and damage caused by lightning accidents in a region are not only related to the regional location,climate conditions,and human environment,but also related to the local economic and population characteristics of the region.This paper drawed the Xinxiang city of Henan province lightning disaster vulnerability zoning map according to the relevant data,which provide a reliable scientific guidance for the region to reduce the hazard loss, lightning disaster prevention and mitigation planning.

lightning disaster；risk zoning；vulnerability assessment

P429；P427.3

A

1003-5168（2017）05-0155-02

2017-04-10

胡武鵬（1983-），男，助理工程師，研究方向：雷電防御、雷電監(jiān)測預(yù)警。