陽泉市雷暴天氣特征及雷電防護(hù)措施研究

祁祺

摘要：利用陽泉市1970—2013年地面氣象觀測雷暴資料，使用一元線性回歸法對陽泉市的雷暴天氣特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明：1970—2013年陽泉市平均年雷暴日數(shù)為35.8 d，整體呈現(xiàn)出減少的趨勢，變化傾向率為-2.008 d/10 a，減少趨勢較為顯著；陽泉市雷暴日數(shù)月際變化呈現(xiàn)出單峰拋物線型特征，具有明顯的季節(jié)性變化特征，主要集中在夏季，其次是春季，秋季雷暴日數(shù)略小于春季，而冬季沒有雷暴天氣出現(xiàn)；1970—2013年陽泉市雷暴初日、終日均呈現(xiàn)出提前的趨勢；雷暴出現(xiàn)時(shí)往往伴隨著大風(fēng)、冰雹、降水等災(zāi)害性天氣現(xiàn)象。因此，只有掌握雷暴發(fā)生發(fā)展規(guī)律，才能做好雷電防護(hù)工作，將雷電災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡降到最低。

關(guān)鍵詞：雷暴天氣；雷暴特征；雷電防護(hù)；陽泉市

中圖分類號：S429文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2021）35-0120-03

Study on Thunderstorm Weather Characteristics and Lightning Protection Measures in Yangquan City

QI Qi（Shanxi Yangquan Meteorological Bureau， Yangquan Shanxi 045099）

Abstract： Based on the thunderstorm data of surface meteorological observation in Yangquan City from 1970 to 2013， this paper analyzes the thunderstorm weather characteristics of Yangquan City by using univariate linear re？ gression method. The results show that the average number of thunderstorm days in Yangquan City from 1970 to 2013 is 35.8d， showing a decreasing trend as a whole， and the change tendency rate is -2.008d/10a， with a significant de？ creasing trend； The number of thunderstorm days in Yangquan City shows the characteristics of single peak parabola， and the number of thunderstorm days has obvious seasonal variation characteristics. The number of thunderstorm days in Yangquan City is mainly concentrated in summer， followed by spring， the number of thunderstorm days in au？ tumn is slightly less than that in spring， but there is no thunderstorm weather in winter； From 1970 to 2013， the begin？ ning and end of Thunderstorm in Yangquan City showed an early trend； Thunderstorms are often accompanied by di？ sastrous weather phenomena such as strong wind， hail and precipitation. Only by mastering the occurrence and devel？ opment law of thunderstorms can lightning protection be done well and the economic losses and casualties caused by lightning disasters be minimized.

Keywords： thunderstorm weather；thunderstorm characteristics；lightning protection；Yangquan City

陽泉市地處山西省東部，太行山中段西側(cè)，位于112°54’—114°04’E，37°40’—38°31’N，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)是四季分明，春季多風(fēng)沙，夏秋季多雨，冬季寒冷干燥。陽泉市屬于雷暴多發(fā)區(qū)，有雷暴持續(xù)期長、全年雷暴日數(shù)多的特點(diǎn)。雷暴現(xiàn)象屬于災(zāi)害性天氣現(xiàn)象，其在出現(xiàn)的過程中往往伴隨著大風(fēng)、大雨、冰雹等強(qiáng)對流天氣，容易導(dǎo)致人畜遭受雷擊而出現(xiàn)傷亡事故，或者是引起火災(zāi)，造成建筑物倒塌，同時(shí)還會(huì)損壞建筑物內(nèi)的電子電氣設(shè)備[1-2]。因此，對陽泉市雷暴天氣特征進(jìn)行分析，對于天氣預(yù)報(bào)、確保工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)安全都具有十分重要的意義。

1研究資料和方法

利用陽泉市1970—2013年地面氣象觀測雷暴資料，使用一元線性回歸法對陽泉市的雷暴天氣特征進(jìn)行分析[3]。某一氣象觀測站在某一天記錄到一次雷暴定義為1個(gè)雷暴日；一年中第一次發(fā)生雷暴的日期為初雷日，一年中最后一次發(fā)生雷暴的日期為終雷日；一年中雷暴日數(shù)的總和為年雷暴日數(shù)。

2陽泉市雷暴天氣特征

2.1雷暴日數(shù)

2.1.1年際雷暴日數(shù)。根據(jù)1970—2013年陽泉市雷暴日數(shù)觀測資料，陽泉市雷暴日數(shù)整體呈現(xiàn)出減少的趨勢，變化傾向率為-2.008 d/10 a，減少趨勢較為顯著。近44年陽泉市平均年雷暴日數(shù)為35.8 d，其中年雷暴日數(shù)的最大值為47 d，出現(xiàn)在1973年；最小值為25 d，出現(xiàn)在2004年。兩者之間相差22 d，說明陽泉市雷暴日數(shù)年際變化波動(dòng)幅度較大。結(jié)合平均值曲線，在1995年之前，陽泉市大部分年份的雷暴日數(shù)在平均值曲線以上，該階段屬于多雷期；從1995年往后，大部分年份的雷暴日數(shù)低于平均值，說明該階段屬于少雷期。結(jié)合趨勢圖（見圖1），可以將近44年陽泉市逐年雷暴日數(shù)劃分為3個(gè)階段：1970—1981年陽泉市雷暴日數(shù)呈現(xiàn)出波動(dòng)減少的趨勢；1981—1995年呈現(xiàn)出小幅度增加的趨勢；從1995年往后雷暴日數(shù)開始逐漸下降?？傮w來說，陽泉市雷暴日數(shù)增加幅度小于雷暴日數(shù)減少幅度，整體雷暴日數(shù)表現(xiàn)出減少的趨勢。對陽泉市雷暴日數(shù)的年代際變化特征進(jìn)行分析，20世紀(jì)70年代平均年雷暴日數(shù)為38.5 d，80年代下降到36.9 d，大部分年份的雷暴日數(shù)在平均值曲線以上，且數(shù)值較大，說明該階段的雷暴活動(dòng)較為頻繁；90年代雷暴日數(shù)繼續(xù)下降，達(dá)到了36.1 d；進(jìn)入21世紀(jì)前10年，陽泉市雷暴日數(shù)的下降幅度較大，只有32.6 d，也就20世紀(jì)90年代后，陽泉市雷暴日數(shù)偏少。

2.1.2雷暴日數(shù)月際變化。如圖2所示，陽泉市雷暴日數(shù)月際變化呈現(xiàn)出單峰拋物線型特征，尤其是5—9月份受到天氣熱力和動(dòng)力的綜合作用，使得該階段降水量偏大，成為陽泉市雷暴天氣出現(xiàn)頻率最高且最為旺盛的時(shí)期。該時(shí)間段的雷暴日數(shù)共有1 486 d，占總雷暴日數(shù)的94.2%；每年的1—3月和11—12月份則是少雷期，雷暴天氣很少出現(xiàn)。雷暴天氣的峰值出現(xiàn)在7月份，雷暴日數(shù)共有443 d，占總雷暴日數(shù)28.1%；次峰值則分別出現(xiàn)在6月和8月份，雷暴日數(shù)分別為407 d、325 d，分別占年內(nèi)雷暴日數(shù)的25.8%、20.6%。每年1—7月份陽泉市雷暴日數(shù)呈現(xiàn)出逐月增加的趨勢，且7月份雷暴天氣出現(xiàn)頻率較高；從8月份往后陽泉市雷暴日數(shù)開始逐月減少。近44年陽泉市雷暴日數(shù)具有明顯的季節(jié)性變化特征，其中雷暴日數(shù)主要集中在夏季，這段時(shí)間雷暴天氣共出現(xiàn)1 175 d，占總雷暴日數(shù)的74.5%，尤以7月份出現(xiàn)頻率最高，雷暴日數(shù)共有443 d，占夏季雷暴日數(shù)的37.7%；其次是春季，雷暴日數(shù)共出現(xiàn)218 d，占總雷暴日數(shù)的13.8%，尤以5月份雷暴天氣出現(xiàn)頻率最高，共有172 d，占春季雷暴日數(shù)的78.9%；秋季雷暴日數(shù)略小于春季，共有雷暴日數(shù)184 d，占總雷暴日數(shù)的11.7%，尤以9月份雷暴天氣出現(xiàn)頻率最高，共有157 d，占秋季雷暴日數(shù)的85.3%；而冬季沒有雷暴天氣出現(xiàn)。

2.2雷暴初終日變化

1970—2013年陽泉市平均雷暴初日為4月22日，且雷暴初日呈現(xiàn)出逐漸提前的趨勢（見圖3），每年以0.377 d的速度提前。最早雷暴初日為3月24日，出現(xiàn)在2013年；最晚雷暴初日為5月29日，出現(xiàn)在1988年。其中3月份雷暴初日共有2年，占4.5%；4月份雷暴初日共有27年，占61.4%；5月份雷暴初日共有15年，占34.1%。由此可以看出，陽泉市雷暴初日主要出現(xiàn)在每年的4—5月份，占95.5%。對陽泉市雷暴初日的年代際變化特征進(jìn)行分析，20世紀(jì)70年代平均雷暴初日為4月29日，比44年平均值晚7 d；80年代平均雷暴初日為4月27日，比44年平均值晚5 d；90年代平均雷暴初日為4月17日，比44年平均值提前5 d；21世紀(jì)前10年平均雷暴初日為4月22日，與44年平均值持平。

1970—2013年陽泉市平均雷暴終日為9月25日，且雷暴終日呈現(xiàn)出提前的趨勢，同初日變化趨勢保持一致，每年以0.153 d的速率提前。最早雷暴終日為8月25日，出現(xiàn)在2001年；最晚雷暴終日為11月8日，出現(xiàn)在1977年。其中8月份雷暴終日有2年，占4.5%；9月份雷暴終日共有23年，占52.3%；10月份雷暴終日共有19年，占43.2%。由此不難發(fā)現(xiàn)，陽泉市雷暴終日主要出現(xiàn)在每年的9—10月份，占95.5%。對陽泉市雷暴終日的年代際變化特征進(jìn)行分析，20世紀(jì)70年代平均雷暴初日為9月29日，比近44年的平均值推遲4 d；80年代的平均雷暴初日為9月24日，比近44年的平均值提前1 d；進(jìn)入90年代后，平均雷暴初日為9月29日，與70年代持平，卻比近44年的平均值推遲4 d；而在21世紀(jì)前10年，陽泉市平均雷暴初日為9月21日，比近44年的平均值提前4 d。

2.3雷暴持續(xù)期

當(dāng)年雷暴持續(xù)時(shí)間的長短主要是由雷暴初日和雷暴終日決定的。歷年來，陽泉市雷暴持續(xù)天數(shù)呈現(xiàn)出波動(dòng)變化的趨勢，平均雷暴持續(xù)期為155.8 d。其中雷暴最長持續(xù)期為209 d，出現(xiàn)在1977年；而最短持續(xù)期只有109 d，出現(xiàn)在1994年，兩者之間相差100 d。陽泉市雷暴持續(xù)期呈現(xiàn)出波動(dòng)增加的趨勢，變化傾向率為0.224 9 d/10 a，增加趨勢不太顯著。

3雷電防護(hù)措施

3.1加大防雷安全執(zhí)法力度，積極督促整改落實(shí)

陽泉市氣象部門應(yīng)加大防雷安全執(zhí)法力度，根據(jù)相關(guān)法律法規(guī)的要求，加強(qiáng)同當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)、安監(jiān)、交通等部門之間的溝通協(xié)作，以聯(lián)合開展防雷減災(zāi)安全檢查工作。對于在防雷檢查中發(fā)現(xiàn)的問題，應(yīng)安排專人負(fù)責(zé)，并采取有針對性的措施，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成整改，不斷消除防雷安全隱患，確保人們的生命財(cái)產(chǎn)安全[4]。檢查中存在重大安全隱患時(shí)，對責(zé)任人給予一定警告，并第一時(shí)間下發(fā)整改通知書，督促其盡快整改。同時(shí)，還可以借助安全大檢查工作，更好地對被檢測企業(yè)的防雷安全工作管理、防雷裝置維護(hù)、防雷裝置質(zhì)量檔案進(jìn)行完善，要求被檢測單位配備專門人員進(jìn)行防雷安全管理工作，以增強(qiáng)防雷裝置效果，降低雷電危害。

3.2及時(shí)消除防雷安全隱患

應(yīng)根據(jù)陽泉市雷暴特點(diǎn)、產(chǎn)業(yè)和各個(gè)行業(yè)的分布特征，加強(qiáng)同當(dāng)?shù)卣块T之間的溝通聯(lián)系，利用科學(xué)有效的方式盡快制訂出同陽泉市相適應(yīng)的防雷減災(zāi)方案，加強(qiáng)防雷監(jiān)測網(wǎng)的建設(shè)，積極開展面向全市不同行業(yè)的雷電預(yù)報(bào)服務(wù)。針對防雷檢測中拒不配合的行為，或存在防雷安全隱患且拒絕整改的情況，應(yīng)結(jié)合相關(guān)法律法規(guī)要求，采取相應(yīng)措施。將陽泉市雷電災(zāi)害調(diào)查工作做好，認(rèn)真分析全市防雷形式，為當(dāng)?shù)卣块T的防雷決策提供參考[5]。

3.3確保農(nóng)村基礎(chǔ)防雷設(shè)施到位

電力、通信、廣播電視等部門應(yīng)對技術(shù)規(guī)范加強(qiáng)研讀，做好陽泉市農(nóng)村地區(qū)電力線、通信線和有線電視線路的布局，嚴(yán)禁為節(jié)約資金而對線路進(jìn)行胡亂布設(shè)。農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)應(yīng)同新農(nóng)村建設(shè)規(guī)劃進(jìn)行結(jié)合，農(nóng)民也要做好相應(yīng)的防雷措施。對于架空引入到建筑物內(nèi)的線路，在進(jìn)出房屋時(shí)，針對沒有金屬屏蔽層的線路，應(yīng)在屋外穿套15 m以上的金屬管并埋入地下引入，將金屬管道和金屬屏蔽層就近與接地裝置進(jìn)行連接，同時(shí)還要確保電力線同其他管線之間保持一定的距離。在條件允許的情況下，可以將符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的電源信號浪涌保護(hù)器安裝在電器設(shè)備端。

4結(jié)論

①1970—2013年陽泉市平均年雷暴日數(shù)為35.8 d，整體呈現(xiàn)出減少的趨勢，變化傾向率為-2.008 d/10 a，減少趨勢較為顯著。

②陽泉市雷暴日數(shù)月際變化呈現(xiàn)出單峰拋物線型特征，尤其是5—9月份受到天氣熱力和動(dòng)力的綜合作用，使得該階段降水量偏大，是陽泉市雷暴天氣出現(xiàn)頻率最高且最為旺盛的時(shí)期。陽泉市雷暴日數(shù)具有明顯的季節(jié)性變化特征，雷暴日數(shù)主要集中在夏季，夏季占全年雷暴日數(shù)的74.5%；其次是春季，占全年雷暴日數(shù)的13.8%；秋季雷暴日數(shù)略小于春季，占全年雷暴日數(shù)的11.7%；而冬季沒有雷暴天氣出現(xiàn)。

③1970—2013年陽泉市平均雷暴初日、終日分別為4月22日、9月25日，且兩者均呈現(xiàn)出提前的趨勢，只是提前趨勢有一定差異。

參考文獻(xiàn)：

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