江西省多年雷災(zāi)統(tǒng)計(jì)分析與應(yīng)用

孫 晨，周潔晨

(江西省氣象災(zāi)害防御技術(shù)中心，330046，南昌)

0 引言

全世界平均每分鐘發(fā)生雷暴2 000次，每年因雷擊造成的人員傷亡超過(guò)1 萬(wàn)人，每年因雷擊造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)20億美元以上[1]。江西省屬亞熱帶溫暖濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，境內(nèi)以贛西北、贛東北、贛中南中低山和丘陵為主，鄱陽(yáng)湖湖積沖擊平原區(qū)河流、各種地形縱橫交錯(cuò)，十分復(fù)雜，這也給強(qiáng)對(duì)流天氣的發(fā)生發(fā)展創(chuàng)造了有利的環(huán)境條件，使得全省雷電活動(dòng)頻繁，雷擊造成的損害也十分嚴(yán)重。

近年來(lái)，為了加強(qiáng)雷電災(zāi)害防御工作，我國(guó)已經(jīng)有一些研究人員在雷電災(zāi)害的成因和特征等方面進(jìn)行了初步的研究。呂海勇[2]等通過(guò)分析1995—2014年廣東省雷電災(zāi)害事故，了解了廣東省雷災(zāi)事故的總特征、各種類型雷災(zāi)的分布比例、雷災(zāi)導(dǎo)致人員傷亡的趨勢(shì)以及雷災(zāi)發(fā)生的地域性分布；張健[3]等分析了河北省雷電災(zāi)情收集工作現(xiàn)狀與成因；蔣平凡[4]等闡述了吉林省雷災(zāi)事故的時(shí)間分布、雷災(zāi)事故分類和雷災(zāi)事故的行業(yè)分布情況，并提出了吉林省雷災(zāi)防范措施。本文基于歷史15 a收集的雷電災(zāi)情資料并結(jié)合典型案例，對(duì)江西省雷電災(zāi)害時(shí)空分布和人員傷亡特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，有利于了解全省的雷災(zāi)分布特征和防雷安全現(xiàn)狀，為合理制訂下一步江西省防雷安全工作重點(diǎn)和雷電災(zāi)害調(diào)查與鑒定提供科學(xué)依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文災(zāi)情數(shù)據(jù)是根據(jù)《全國(guó)雷電災(zāi)害實(shí)例匯編》、江西省氣象局綜合信息管理系統(tǒng)(中國(guó)局應(yīng)用)、氣象災(zāi)害管理系統(tǒng)、氣象局與民政廳數(shù)據(jù)交換平臺(tái)、江西省減災(zāi)救災(zāi)應(yīng)急指揮信息平臺(tái)、“中國(guó)減災(zāi)”微信公眾號(hào)、社會(huì)媒體、公眾上報(bào)等其他途徑中對(duì)江西省2005—2019雷災(zāi)信息的統(tǒng)計(jì)進(jìn)行整理匯總，從而獲得更多更精確的雷災(zāi)事故統(tǒng)計(jì)樣本作為氣象災(zāi)害防御工作的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 江西省雷災(zāi)特征統(tǒng)計(jì)

2.1 雷災(zāi)年際變化

江西省近15 a的地閃次數(shù)和雷擊事故數(shù)年變化對(duì)比如圖1所示。江西地閃次數(shù)年變化呈現(xiàn)“多峰多谷”狀，雷電活動(dòng)存在明顯的增減時(shí)間段，每隔幾年會(huì)有一個(gè)地閃高峰出現(xiàn)，然后又快速地降低到一定的水平。從2條曲線對(duì)比可以看出，年雷擊事故數(shù)一定程度上受到年地閃次數(shù)影響，但不是僅由地閃活動(dòng)的強(qiáng)弱決定，還與防雷設(shè)施的建設(shè)程度和防雷安全監(jiān)管措施的實(shí)行息息相關(guān)。如圖1所示，2007年閃電活動(dòng)最強(qiáng)，地閃次數(shù)超過(guò)90萬(wàn)次，雷災(zāi)事故也很嚴(yán)重，超過(guò)350次。2010年和2014年雖然是地閃數(shù)高峰年，但雷擊事故數(shù)都較上一年有較明顯減少。2009—2015年，雷擊事故數(shù)整體呈下降趨勢(shì)，2015年后的雷擊事故數(shù)基本趨于穩(wěn)定，這也能反映全省防雷減災(zāi)工作的開展初有成效。

圖1 江西省地閃次數(shù)和雷擊事故年變化對(duì)比圖

表1給出了2005—2009年和2005—2019年地閃次數(shù)和雷擊事故的詳細(xì)參數(shù)。地閃次數(shù)的最大值和最小值均發(fā)生在前5 a，而近5 a收集到的雷災(zāi)事故均小于40次。通過(guò)對(duì)雷災(zāi)次數(shù)跟地閃總數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析可知(表2)，2005—2009年雷災(zāi)事故數(shù)與地閃總數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.487 33，呈現(xiàn)中等相關(guān)，近15 a雷災(zāi)事故數(shù)與地閃總數(shù)的相關(guān)系數(shù)為0.315 28，呈現(xiàn)弱相關(guān)，雷擊事故數(shù)和地閃次數(shù)的相關(guān)性在減弱。這反應(yīng)了近年來(lái)江西省防雷科普的宣傳力度和防雷工程建設(shè)的加強(qiáng)取得了顯著成效，對(duì)雷電的防御能力得到了較大幅度的提升。

表1 多年地閃次數(shù)與雷擊事故相關(guān)系數(shù)統(tǒng)計(jì)表

表2 雷災(zāi)事故與地閃總數(shù)的相關(guān)系數(shù)

2.2 雷災(zāi)地域分布

雷災(zāi)事故和地域有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性，它和地理位置環(huán)境、地形地貌、人口、行政區(qū)面積、經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度、防雷減災(zāi)工作深度等因素有關(guān)，雷電傷亡地點(diǎn)相關(guān)資料收集和研究工作還有待加強(qiáng)[5]。

2.2.1 地市分布 江西省各市雷災(zāi)死亡人數(shù)和雷擊事故數(shù)如圖2所示，江西大部分地市雷災(zāi)死亡人數(shù)呈現(xiàn)一個(gè)由贛北向贛南逐漸增多的趨勢(shì)。贛州年平均地閃次數(shù)最多，但是雷災(zāi)死亡人數(shù)在全省處在中游水平，主要原因在于贛州面積大，群山環(huán)繞，又被斷陷盆地貫穿，很多地方人口分布少。南昌年平均地閃次數(shù)位于全省地市的中下游，但是雷災(zāi)死亡人數(shù)排全省地市中的第2，通過(guò)查閱歷史資料發(fā)現(xiàn)，南昌2007年的幾次強(qiáng)雷暴天氣導(dǎo)致多起重大雷災(zāi)死亡事故，單次雷災(zāi)事故死亡人數(shù)可能達(dá)數(shù)十人，這種偶然局地性強(qiáng)雷暴使得南昌總體因雷災(zāi)死亡人數(shù)較其他地市偏高。上饒的雷擊事故數(shù)遠(yuǎn)高于其他地市，位居全省第1，但死亡人數(shù)在全省僅排在第3。上饒?zhí)幱趹延裆矫}，由于巖漿侵人與圍巖變質(zhì)的相互影響，懷玉山間產(chǎn)銅、鉛、鋅、金、銀等礦產(chǎn)，這種地質(zhì)地貌使得上饒容易遭受雷擊，而上饒大部分雷災(zāi)事故都是電力相關(guān)企業(yè)單位遭受雷擊，這和電力也是上饒的第二產(chǎn)業(yè)有著密切關(guān)系。鷹潭屬于丹霞地貌，這種地貌由水平或變動(dòng)很輕微的厚層紅色砂巖、礫巖所構(gòu)成[6]，這種紅色砂巖含有鈣、鐵元素，是容易遭受雷擊的區(qū)域，但鷹潭人口少，因此因雷擊死亡的人數(shù)相對(duì)較少。景德鎮(zhèn)雷擊事故主要集中在電力和通信行業(yè)，且多發(fā)生在2005—2010年間，可能與當(dāng)年該地區(qū)相關(guān)行業(yè)防雷措施不夠完善有關(guān)。宜春則是雷擊死亡人數(shù)占雷擊事故總數(shù)比例最大的地市，作為江西農(nóng)業(yè)大區(qū)且紅壤面積最大的地市，該地區(qū)田間勞作的人遭受雷擊風(fēng)險(xiǎn)較高。

圖2 2005—2019年江西省各市雷擊死亡總?cè)藬?shù)和雷擊事故總數(shù)

2.2.2 雷災(zāi)死亡區(qū)域分布 江西近15 a歷史雷災(zāi)發(fā)生地點(diǎn)具體統(tǒng)計(jì)情況如表3，江西2005—2019年雷災(zāi)死亡總?cè)藬?shù)為559人，城鄉(xiāng)因雷擊死亡人數(shù)具有顯著差異，其中農(nóng)村地區(qū)雷災(zāi)死亡人數(shù)為522人，總體占比為93%，是城鎮(zhèn)雷災(zāi)死亡人數(shù)的13倍多。由此可見(jiàn)，農(nóng)村的雷災(zāi)事故造成人員傷亡的情況最為嚴(yán)峻，農(nóng)村也是目前需要加強(qiáng)防雷減災(zāi)服務(wù)的區(qū)域。

表3 2005—2019年江西省雷擊死亡事故分布區(qū)域

2.2.3 雷災(zāi)死亡地點(diǎn)分布 江西省近6 a雷災(zāi)死亡地點(diǎn)分布如表4，包含村道、田地、客廳、水塘、空地、屋頂、寺廟、山坡、鴨棚、公墓、樹下等地點(diǎn)，其中僅田地死亡人數(shù)就達(dá)到61人，占所有死亡地點(diǎn)的59.8%。由此可見(jiàn)，通過(guò)高效的科普方式，提高田間勞作人民的防雷意識(shí)是當(dāng)務(wù)之急。絕大部分雷災(zāi)死亡地點(diǎn)在室外，建筑物能夠有效地保護(hù)人們不受直擊雷的威脅。屋頂，山上等高處也是容易遭受雷災(zāi)的地點(diǎn)。此外，大氣濕度也會(huì)影響雷電的傳播，盡量避免在雷雨天氣靠近水邊。

表4 2014—2019年江西省雷擊死亡事故分布區(qū)域

3 典型雷災(zāi)個(gè)例分析

由于田邊是重大雷災(zāi)事故的高發(fā)區(qū)，本文選取了2019年4月24日發(fā)生的一起典型雷災(zāi)案例做進(jìn)一步分析。2019年4月24日17:00左右，吉安市泰和縣澄江鎮(zhèn)上田村有雷電活動(dòng)，此時(shí)段無(wú)明顯降水過(guò)程，一村民在農(nóng)田勞作時(shí)被閃電擊中死亡，該事故正好被一輛路過(guò)汽車的行車記錄儀拍下全過(guò)程，引起了社會(huì)的廣泛討論，事故發(fā)生后第一時(shí)間赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了雷電災(zāi)害調(diào)查與鑒定。

雷災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的勘測(cè)示意圖如圖3，事發(fā)地點(diǎn)經(jīng)緯度為東經(jīng)E26.484°、北緯N114.51.23°，是一個(gè)農(nóng)田，地勢(shì)平坦，距出事地點(diǎn)西北方向26 m處有一高壓鐵塔，塔高15 m，塔頂安裝有架空接閃線；西南約1 km處有一個(gè)11 萬(wàn)V的變電站。

圖3 雷災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境勘測(cè)示意圖

江西省雷電監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)情況見(jiàn)表5、圖4和圖5。

圖4 4月24日17:19的雷達(dá)回波圖

表5 2019年4月24日17:15—17:20雷擊點(diǎn)5 km范圍內(nèi)雷電情況

圖中圓圈代表事故發(fā)生地5 km范圍

根據(jù)天氣實(shí)況觀測(cè)、閃電定位資料及現(xiàn)場(chǎng)人員描述，事故發(fā)生時(shí)有強(qiáng)雷電天氣，還未開始降水過(guò)程。泰和縣雷達(dá)回波顯示，4月24日17:19，雷擊事故的發(fā)生地點(diǎn)位于40～50 dBz的強(qiáng)回波區(qū)域內(nèi)。當(dāng)天17:15—17:20，在雷擊事故點(diǎn)5 km范圍共監(jiān)測(cè)到12次地閃，最大強(qiáng)度達(dá)到-69.302 kA；距離雷災(zāi)事故點(diǎn)監(jiān)測(cè)到最近地閃的位置為(東經(jīng)E26.799°、北緯N114.839°)，地閃發(fā)生時(shí)間為2019年4月24日17:19，強(qiáng)度為-36.539 kA。雷災(zāi)發(fā)生時(shí)間與地閃發(fā)生時(shí)間對(duì)應(yīng)，雷擊事故點(diǎn)與監(jiān)測(cè)到的地閃之間距離也很接近。水田方圓500 m范圍內(nèi)有數(shù)名農(nóng)民正在勞作，其中兩人相距10 m左右，雷電直接擊中其中1位，致其倒地死亡。

4 結(jié)論與建議

1)江西省不同年份雷災(zāi)嚴(yán)重程度差異較大，整體呈逐年下降趨勢(shì)并趨于穩(wěn)定。2005-2009年雷災(zāi)事故數(shù)與地閃總數(shù)呈現(xiàn)中等相關(guān)，2005-2019年雷災(zāi)事故數(shù)與地閃總數(shù)呈現(xiàn)弱相關(guān)，雷擊事故數(shù)和地閃次數(shù)的相關(guān)性在減弱。

2)江西的地閃次數(shù)和雷災(zāi)事故有一定聯(lián)系，也受當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)、人員活動(dòng)等一系列因素影響。吉安為雷災(zāi)死亡人數(shù)最多的地區(qū)，占全省雷災(zāi)死亡人數(shù)的20.6%，景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)和鷹潭是比例最少的3個(gè)地區(qū)，僅分別占2.5%、2.7%、2.9%。上饒為雷擊事故最多的地區(qū),占全省雷災(zāi)事故總數(shù)的28.3%，萍鄉(xiāng)、新余是比例最少的2個(gè)地區(qū)，僅分別占2.7%和2.9%。

3)雷擊傷亡事故大部分發(fā)生在農(nóng)村地區(qū)，空曠潮濕的環(huán)境容易遭受雷擊。降水不是雷電災(zāi)害

發(fā)生的必要條件，社會(huì)公眾不能以下雨作為判斷是否發(fā)生雷電的依據(jù)，應(yīng)多關(guān)注氣象部門發(fā)布的雷電預(yù)警信息。雷擊事故的發(fā)生具有突發(fā)性和不確定性，提升人民群眾對(duì)雷電的防范意識(shí)顯得尤為重要。

4)各級(jí)政府要進(jìn)一步健全防雷安全工作責(zé)任制，增強(qiáng)全社會(huì)防雷減災(zāi)意識(shí)，完善農(nóng)村地區(qū)的基礎(chǔ)防雷設(shè)施，防雷安全相關(guān)職能部門應(yīng)建立聯(lián)動(dòng)機(jī)制，加強(qiáng)防雷安全執(zhí)法力度；當(dāng)?shù)貧庀蟛块T應(yīng)提高雷電監(jiān)測(cè)水平和預(yù)警預(yù)報(bào)能力，及時(shí)發(fā)布雷電預(yù)報(bào)、預(yù)警信息，加大科普宣傳力度和覆蓋面。新聞媒體要及時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)雷電天氣預(yù)報(bào)和預(yù)警信息，加強(qiáng)雷電防御知識(shí)的科普宣傳報(bào)道，讓社會(huì)公眾了解防御雷電的常識(shí)。