近50年武陟县雷暴气候特征及雷灾分析

2012-01-05唐金龙

成都信息工程大学学报 2012年3期

唐金龙

(武陟县气象局,河南武陟454950)

0 引言

雷暴是目前公认的灾害性天气,据估计全球每年发生雷暴约1600万次,平均每天约4.4万次,每小时约发生1820次[1]。雷电灾害是联合国国际减灾十年委员会公布的最严重的10种自然灾害之一[2]。中国气象局雷电防护管理办公室的相关统计表明,仅2008年1～10月全国上报的20多个省、直辖市、自治区的雷电灾情报告(上报时间截止到11月5日)看,就统计上报3220起雷电灾害事故,造成300起雷击人员事故,使563人死伤,其中291人死亡,272人受伤,造成直接经济损失8160万元,间接经济损失约7131万元[3]。深入分析雷电灾害的时间分布规律,为有效减轻雷电灾害造成的经济财产损失和人员伤亡提供重要的科学依据。

近年,人们已从多方面对雷电及其雷电灾害进行了大量的研究[4-8],中国不少专业技术人员在雷电灾害的时空分布特征和成因方面也进行了大量的研究[3]。胡先锋[9]利用1998～2004年全国雷电灾害资料对中国雷电灾害时空分布特征及其造成的损失进行了分析,并指出,中国雷电灾害次数呈逐年波动增长趋势,夏季是中国雷电灾害发生最多的季节(占全年雷电灾害的66%),雷电灾害地理分布总体上为南多北少,雷击造成人员伤亡事故和社会经济损失的分布具有明显的区域性,电力和通信行业受雷灾的比例最大。武陟县地处河南省西北部,是黄河、沁河交汇处,是太行山脉与豫北平原的过渡地带,雷电活动频发。因此,深入研究并掌握雷暴气候特征变化,加强雷电灾害损失特征统计分析,为加强武陟县防雷减灾工作具有重要的科学参考依据。

1 资料及统计说明

所用1960～2009年近50年雷暴观测资料为武陟国家一般气象站提供。此资料,有关台站的变迁、观测时制变化和仪器使用等,查找了武陟国家一般气象站原始档案。从1960年到2009年只有一次变换地址,现址在县城城郊,距离原址3km,拔海高度降低4.3m。从地理位置、观测环境和对比观测资料结果看,搬迁对雷暴观测结果无明显影响。

所用1960～2009年近50年雷电灾害资料为武陟国家一般气象站提供的《武陟县气象灾害年鉴》、中国气象局雷电防护管理办公室提供的《全国雷电灾害典型实例汇总》所有武陟县雷电灾害典型事例。记录了雷灾事件发生的时间、地点、雷灾发生地类型以及直接经济损失的行业、设备(设备损失件数)、火灾爆炸、建筑物损害、受伤人数、死亡人数等各方面的情况[10]。

根据武陟县地区的气候特点,分别用3～5月、6～8月、9～11月、12月至次年2月分别代表春、夏、秋、冬季。

2 雷暴的年、季、月、日变化特征

2.1 雷暴的年变化特征

从图1可以看出:20世纪60年代末到80年代末多在年均值17天附近摆动,20世纪初达到最高峰,20世纪末下降;近50年来共出现950个雷暴日,年平均雷暴日数为19天。雷暴出现最多的是2004年,有33个雷暴日;出现最少的是1976年,只有7个雷暴日。

图1 武陟县雷暴年际变化图(断线为年平均线)

2.2 雷暴的季节变化特征

由表1可见,雷暴以夏季出现最多,累年平均出现14.7个雷暴日,是各季累计平均出现日数(4.74天)的近2倍,约占全年雷暴出现日数的77.6%;春季次之,累年平均出现2.76个雷暴日;冬季出现最少,累年平均出现0.02个雷暴日,普查50年的资料发现其中仅2002年1月出现1次雷暴外,其余年份冬季均未出现雷暴。

表1 累年各季、月雷暴出现日数分布

2.3 雷暴的月变化特征

由表1可见,雷暴多集中出现在6～8月,6～8月累计平均出现为14.7天,约占全年雷暴出现日数的77.6%;以7月份出现最多,累年平均有5.96个雷暴日,约占全年雷暴出现日数的31.5%;其次为8、6月份,累年平均分别为4.90、3.84个雷暴日;11、12、1月份均出现最少,这4个月累计约占全年雷暴出现日数的0.32%,普查50年的资料发现其中仅有3个雷暴日,出现雷暴的概率仅为1%,可见在每年的11、12、1、2月份武陟县出现雷暴的概率非常少。

2.4 雷暴的日变化特征

由近50年资料得出,雷暴每天较集中出现在13～22时(北京时,下同),其中又以16～18时最多,早上至上午(07～09时)出现最少,这一特征在夏季(6～8月)表现得最为明显。春、秋、冬季出现的雷暴概率相对较少故不作分析。

2.5 雷暴的初、终期及持续时间

武陟县雷暴初期平均是4月2日,最早是2002年1月12日,最晚是1976年6月23日;雷暴终期平均是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,持续时间在1～2小时的雷暴最多,而持续时间在0～2小时的雷暴,则主要出现在夏季;其中持续时间在0～1小时和1～2小时的雷暴出现最多均在7月,可见,武陟县夏季多以2小时以内短时性雷暴为主。

3 雷灾特征分析

3.1 雷灾的年变化特征

由表2可见,年平均雷电灾害次数为5.8次,1960～2009年武陟县雷灾造成的经济损失共计63.90万元,平均每年1278元。特别是2005～2009年,雷灾经济损失为30.20万元,平均每年7.55万元。雷电灾害对国民经济和现代化建设造成了比较严重的影响。

统计结果表明,1960～2009年,武陟县年均雷击伤亡人数为7人,最多的是2005～2009年,达4人。雷灾伤亡人数100%集中在农村地区,水陆交接地带、树下、田间、旷野地段是雷击人身伤亡事故的多发地[11-12]。概括起来主要有3个原因[13]:(1)农民群体防御雷电意识相对淡薄,往往遇到雷雨天气时,仍继续在田间劳动;(2)每年6～8月是武陟县雷暴多发的一个时段,而这时也是农忙季节,农民群众在旷野活动的频度比平时高,停留时间相对平时较长,加之武陟县地处黄河、沁河交汇处,有些地方本身就是雷击灾害最容易发生的地点,事件自然多发;(3)广大农村地区,建筑物缺少雷电防御装置。

表2 1960～2009年武陟县雷灾造成的经济损失和人员伤亡统计表

3.2 雷电灾害的行业特征

将遭受雷击的行业设备分为广播系统、电力设施、家用电器、计算机网络其他共5类,对1960～2009年雷电灾害中这5类行业设备的雷暴灾害次数和雷电灾害造成的经济损失情况进行统计分析。

从表3可以看出,遭受雷电灾害次数最多为家用电器,高达17起,占总雷灾次数的29%,由雷击造成的家用电器损坏起数有逐年增加的趋势。其原因为:(1)随着社会经济发展,人们生活水平不断提高,家用电器普及率也不断提高;(2)在家用电器的防雷方面,人们防雷意识比较淡薄。

遭受雷灾经济损失最大的为广播系统,高达15.98万元,占总损失的25%,其遭受的雷灾次数占雷灾起数的19%,其原因有:(1)广播系统在广大农村地区的普及率很高;(2)绝大多数大功率扬声器都处在全村位置最高的地方,露天分布较广,遭受雷击的概率较大;(3)广播系统缺少雷电防护装置。

计算机网络遭受雷暴灾害的次数和遭受的经济损失均占总数量的14%。其原因有:(1)随着武陟县网络化、信息化建设进程加快,信息网络等弱电设备在各个系统中的大量应用,这类设备本身抗电磁干扰能力比较低;(2)部分计算机网络系统未安装雷电防护装置,或者有些已经安装了防雷装置的信息系统,由于某些SPD选型不正确或产品性能可能有问题,当雷电过电压发生后,SPD未启动工作;(3)在安装雷电防护装置的过程中,施工不规范,使雷电流无法快速泄放入大地,造成雷击事故。