新疆多年雷电特征分析及防护

2019-04-15新疆石河子气象局石河子市832000吴卫民韩春光

石河子科技 2019年1期

（新疆石河子气象局，石河子市，832000）吴卫民韩春光

雷电灾害是联合国“国际减灾十年”公布的最严重的十大自然灾害之一。雷电灾害波及面广，给人类社会带来极大的危害。同时雷电活动也直接影响着通信、航空、交通等国民经济建设的安全。雷电探测仪通过实时接收雷电的电磁辐射脉冲，结合GPS定位技术确定雷电回击时间、位置、极性、强度、陡度等。目前全新疆已有43个雷电定位监测站实现了组网监测，雷电定位监测系统已监测到16万次的雷电数据，雷电监测数据为做好雷电预警服务、雷击风险评估和防雷减灾工作提供了很好的技术支撑。

1 新疆4～9月雷电特征

图1 新疆4～9月闪电分布图

新疆10月至次年3月雷电发生次数稀少，本文仅统计分析4月至9月雷电特征。根据新疆闪电监测系统资料统计,2013 年起4～6 月全新疆共发生闪电21 940 次（4 月958 次、5 月4 614 次、6 月16 368次），与去年4～6月相比，4月、5月偏多，6月偏少；7-9 月全疆共发生闪电46 475 次（7 月29 508 次、8 月13 812 次、9 月3 155 次），与去年同期相比，7 月偏少、8月、9月偏多。从月闪电次数统计来看，进入夏季雷电活动增多，7月全新疆闪电数最多（见图1）。

2 雷电统计分析

2.1 时间分布

上半年闪电主要发生时段在14 时至19 时，该时段内闪电数占4月至6月闪电总数的47.8%，其次20 时至23 时也是闪电发生的集中时段，该时段闪电数占4月至6月闪电总数的22.8%（见图2a）。

下半年闪电主要发生时段在14 时至21 时，该时段内闪电数占7 月至9 月闪电总数的68%，其中16时、17时发生闪电最多，分别占7月至9月闪电的11.55%、11.84%（见图2b）。

图2 闪电时间分布图

2.2 空间分布

4 月至6 月闪电主要发生在阿克苏地区、阿勒泰地区、塔城地区、巴音郭楞蒙古自治州、昌吉回族自治州。阿克苏地区出现闪电3 258次,占闪电总数的14.85%；阿勒泰地区出现闪电3 251次,占闪电总数的14.82%；塔城地区出现闪电2 923次,占闪电总数的13.32%；巴音郭楞蒙古自治州出现闪电2150次,占闪电总数的9.8%；昌吉回族自治州出现闪电1793次,占闪电总数的8.17%（见图3a）。

图3 闪电空间分布图

7 月至9 月闪电主要发生在阿勒泰地区、塔城地区、昌吉回族自治州、阿克苏地区。阿勒泰地区出现闪电13 046 次,占闪电总数的28.07%；塔城地区出现闪电12 273 次,占闪电总数的26.41%；昌吉回族自治州出现闪电5 084 次,占闪电总数的10.94%；阿克苏地区出现闪电2 530 次,占闪电总数的5.44%（见图3b）。

3 强度和陡度分析

新疆4～9月正闪强度在20kA至50kA之间出现频率最高，占季度闪电总数的7.9%，正闪最大强度298.1kA，7 月17 日17 时56 分出现在阿克苏地区阿瓦提县；负闪强度在10kA 至30kA 之间出现频率最高，占季度闪电总数的65.9%。正闪最大强度288.5kA，负闪最大强度-296kA，8 月5 日3 时23 分出现在塔城地区和布克赛尔县。

4～9 月雷电陡度分布主要在4kA/μs 至8kA/μs之间，占季度闪电总数的70.5%，平均陡度值为11.5kA/μs，陡度最大值为-99.8kA/μs，7 月17 日3 时40分出现在吐鲁番市（见图4）。

图4 4～9月闪电陡度分布

4 雷电灾害统计分析

2013 年起全新疆共发生雷灾事故多起：6 月17日，阿克苏地区柯坪县发生雷灾，造成县委办机要局电视电话会议电子设备烧毁，烧毁器材设备价值达20 万元；2014 年6 月24 日，乌鲁木齐城区出现雷暴天气某校遭雷击，造成了卫星接收机6台、网络交换机7 台、路由器3 台、电视机2 台、高频头1 个、监控主机1 台、摄像头2 个、电动大门主板1 块等设备的损坏，直接损失数万元；2015 年7 月9 日，吉木乃县出现雷雨天气，造成托斯特乡塔斯特村海那尔片区一户平房遭雷击，一村民当场身亡；2013 年7 月28日，昌吉州吉木萨尔县三台镇小三台沟牧区出现雷雨天气，羊群遭雷击，造成35只羊死亡，直接经济损失约7万元；2016年8月6日，昌吉州吉木莎尔县吉木莎尔镇白泉村出现了雷雨天气，雷击造成4 头牛死亡，直接经济损失约6万元；2017年9月14日，喀什某单位遭雷击损坏计算机一台，造成直接经济损失0.8 万元。从这些数据可以看出，新疆城市雷电灾害主要是电子设备损坏，这些弱电系统在高达几十千伏甚至上百千伏雷电电压的冲击下，显得非常脆弱；农村雷电灾害则造成人畜伤亡事故。