河北省雷电灾害事件特征分析

彭相瑜，陈笑娟，陈小雷，张 静

（河北省气象灾害防御中心，河北 石家庄050021）

雷电灾害泛指雷击或雷电电磁脉冲入侵造成人员伤亡或财产受损，电子设备部分或全部功能丧失，酿成不良社会和经济后果的事件，它造成的损失包括直接的人员伤亡和经济损失[1-2]。河北省地处中纬度沿海与内陆交接地带，雷电活动频繁，每年由于雷电导致的灾害事件产生了严重的人员伤亡和财产损失，因此对河北省雷电灾害事件特征进行分析研究显得尤为重要。

近些年来，我国许多学者在雷电灾害的时空分布及成因等方面进行了大量的研究。胡先锋等[3]分析1998—2004年全国雷电灾害资料得出我国的雷电灾害总体表现为南多北少；黄小彦等[4]发现2000—2006年湖北省雷电灾害次数月分布呈双峰型，与雷暴日数的月分布基本一致；张祎等[5]对2007—2013年浙江省雷电灾害特征也进行了统计分析并探讨了发生原因。关于区域灾害易损性分析方面，田艳婷[6]利用气象资料对河北省雷电灾害进行了评估，并绘制了区划图；尹娜[7]结合自然环境与雷击密度等一系列指数综合评估了广东省雷电灾害。此外，还有大量以个例为评估对象的分析[8-11]。以上研究为分析雷电灾害事件提供了参考，但对近年河北省雷电灾害研究较少，本文根据近10 a河北省雷电灾害事件资料，对雷电灾害事件的时空分布、行业分布、经济损失、人员伤亡等方面进行了分析。可为河北省防雷减灾工作提供一定的参考。

1 资料来源

本文雷电灾害资料来自中国气象局雷电防护管理办公室编写的《2006—2012、2014、2015、2017年全国雷电灾害汇编》，该汇编记录了全国各省市雷电灾害事件发生的时间、地点、行业、损失、伤亡等方面数据。依据上述资料，剔除不规范记录，选取河北省1735个雷电灾害事件进行了分析。其中雷电灾害事件影响的行业主要有电力、石化、通信、交通、金融和教育等；雷电灾害事件按照发生地可分为城市和乡村；雷灾经济损失以万元为统计单位。

地闪密度数据由河北省气象局2006—2017年地闪监测数据，经规范化后使用地闪密度公式计算得到。式中，N为地闪密度，单位：次/（km2·a）；n为统计样本年数；F为某区域地闪次数；S为面积。

2 时间分布特征

2.1 年变化特征

由图1可知，2006—2017年（不包括2013、2016年），全省雷电灾害事件总次数为1735起，雷电灾害事件次数总体呈下降趋势，2010—2014年河北省雷电灾害事件次数呈明显的波动特征。在排除气候变化的大背景前提下，这种下降说明人们防雷减灾意识的加强，防雷减灾工作已经初见成效。全省年平均雷电灾害事件次数为173.5次，超过年平均雷电灾害事件次数的年份有2006、2007、2008、2009年，其中2008年发生的雷电灾害事件次数最多，为383次。

图1 河北省雷电灾害事件次数年变化

2.2 月变化特征

由图2分析可知，河北省雷电灾害事件随月份呈正态分布，雷电灾害事件主要集中在4—9月，占全年雷电灾害事件总数的98.04%，其中，6—8月为雷电灾害事件高发期，共计1408次，占全年雷电灾害事件总数的81.34%，1、2、11、12月雷电灾害事件没有发生。

图2 河北省雷电灾害事件月变化

河北省雷电灾害事件具有明显的季节性变化，即雷电灾害事件多发生在夏季，这与河北省地处中纬度季风气候区，夏季受偏南季风暖湿气流影响，暖湿气流旺盛，对流性天气活动频繁有密切的关系[12]。

3 空间分布特征

图3为河北省各市雷电灾害事件发生次数与距平值统计数据。雷电灾害事件发生次数最多的城市为唐山市，共496次，占全省雷电灾害事件总量的28.57%；保定市的雷电灾害事件发生次数位居第二，为263次；石家庄市的雷电灾害事件发生次数位居第三。这3个城市距平值均为正，超过了全省雷电灾害事件总量的平均值。而衡水市的雷电灾害事件发生次数最少。由此可见，雷电灾害事件发生具有较强的地域性，唐山、保定和石家庄3市为雷电灾害事件的高发区。

图3 河北省各市雷电灾害事件次数与距平值排序分布

图4是以县级区域为单位，河北省发生雷电灾害事件次数的分布。唐山市北部地区，包括玉田县、遵化市、迁西县和迁安市等发生的雷电灾害事件次数最多，存在一个高值区，4个市县发生的雷电灾害事件总数高达350次，尤其是遵化市，达154次。此外，承德市区、廊坊市区和保定市区发生的雷电灾害次数也相对较多，总数超过了51次，这3个市区发生的雷电灾害次数相对于本市其他县区而言，明显较高，即市区发生的雷电灾害事件更高。而在沧州、衡水和邯郸发生的雷电灾害事件次数较少，但也显示出市区高于县区的特征。

此外，雷电灾害事件具有地域选择性，山地、河流、湖泊、地下水露头处最易遭受雷击，尤其山区地形陡峭多变、对大气有抬升作用，很容易导致强对流性天气[12]。因此，唐山、秦皇岛沿海地区与燕山山脉交接处，太行山山麓等地区雷电灾害事件发生较多，根据河北省地闪密度分布（图5），可看出雷电灾害发生频次与地闪密度有一定的对应关系；河北中南部平原虽然雷电密度不是最高的地区，但其经济发达、高层建筑多、电子设备密集，也易受雷电电磁脉冲影响，形成雷电灾害事件。

图4 河北省雷电灾害事件分布

图5 河北省地闪密度分布

4 行业分布特征

分析全省雷电灾害事件的行业分布（图6）。2006—2017年（不包括2013、2016年），从电力、石化、通信、交通、金融、教育等6个行业归类的雷电灾害事件数据分析看，电力行业发生雷电灾害事件次数远高于其他行业，达382起；其次是通信行业，为75起。究其原因，与电力行业的输变电设备露天分布较广、遭受雷击的概率较大有关。而通信行业位居第二，其原因可能是，随着现代化社会的发展，网络化、信息化建设的不断加快，信息网络等弱电设备的大量应用，而这类设备本身而言，灵敏度高，抗电磁干扰的能力较低，易受到雷电的静电感应和电磁脉冲影响，导致电子设备遭受损失。因此，应加大对电子设备的雷电防护，如安装合适的浪涌保护器，电力线缆进行屏蔽等防护措施[13]。

图6 6个行业所发生的雷电灾害事件数

5 经济损失特征分析

表1是河北省雷电灾害事件经济损失统计。河北省雷电灾害事件造成的直接经济损失和间接经济损失分别为5 416.81万元和2 237.17万元，其年均值分别为541.68万元和223.72万元。针对直接经济损失而言，超过年均值的年份有2006、2007、2008、2011年。特别是2006、2007、2008年，雷电灾害事件造成的直接经济损失均超过900万元，对社会经济建设造成了一定的影响。

表1 河北省雷电灾害事件所造成的直接和间接经济损失 万元

从全省各市雷电灾害事件造成的直接经济损失排序分布（图7）可以看出，保定、唐山市的雷电灾害事件造成的直接经济损失最为严重，分别为1279万元、1178万元。而秦皇岛、衡水市的雷电灾害事件造成的直接经济损失相对较轻。这与其他研究[6]存在出入，可能与未及时收集或上报灾情有关，因此《2006—2012、2014、2015、2017年全国雷电灾害汇编》中有关秦皇岛灾害损失的条目较少。

图7 全省各市雷电灾害事件造成直接经济损失排序分布

6 人员伤亡事故特征分析

根据统计，近10 a河北省雷击人员伤亡事故共计120起。按雷灾发生地，分为城市和乡村两类，其中乡村发生103起、城市发生8起，其余9起发生地类型不明确。

因雷电所致的伤亡人员总数达199人，其中受伤为83人、死亡为116人，受伤人数与死亡人数之比约为7∶10。

依据雷灾发生地类型统计，近10 a河北省因雷击死亡的事故中，乡村死亡人数103人、城市死亡人数3人，其余10人的雷击死亡地类型尚不明确，其具体结果如表2所示。

表2 河北省雷电灾害事件所致人员死亡分布统计

年均雷击伤亡人数为20人，最多的是2009年达39人，变化趋势上呈现出在2009年有一个突然上升，其他情况下基本上逐年减小。因为在2009年石家庄长安区西兆通镇南石家庄村发生了一起重大雷电灾害事故，造成17人身亡、3人受伤。在2017年则没有发生雷电灾害人员伤亡情况。

各市对比情况如图8所示。在全省范围内，近年来乡村发生雷击人员伤亡事故在雷击人员伤亡事故总数中仍然占有较重的比例。发生雷击人员伤亡事故较为严重的市为张家口市、保定市，而廊坊市是雷击人员伤亡事故的低发区。

统计雷击伤亡事故时发现，农村雷击伤亡事故大都发生在田间、树下、水域、郊野空旷路段、山地等处，可以从侧面反映出广大农村居民防雷意识较为薄弱，对雷击伤害的重视不够，农村防雷科普存在不足，有待进一步加强农村防雷科普宣传；另一方面也是因为夏季为河北省的农忙季节，农民在田间活动的密度和频度比较高，加上农村地形复杂，田间相对空旷，雷电灾害事件引发人员伤亡事故就较多。

图8 河北省雷电灾害事件人员伤亡城乡对比

7 结论

通过分析，可以得出河北省雷电灾害事件特征：

（1）河北省近10 a雷电灾害事件呈逐年波动递减的趋势。6—8月为雷电灾害事件高发期，共计1408次，占全年雷电灾害事件总数的81.34%，1、2、11、12月雷电灾害最少。

（2）唐山、保定和石家庄市为雷电灾害事件的高发区，衡水市的雷电灾害事件发生次数最少，唐山市北部存在一个高值区。其他城市雷电灾害事件主要发生在市区。

（3）从河北省电力、石化、通信、交通、金融、教育等6个行业所发生的雷电灾害事件分析，电力行业雷电灾害事故次数最多，达382起，远高于其他行业；其次是通信行业。近10 a河北省雷电灾害造成的直接经济损失达5 416.81万元，尤其是2006、2007、2008年，直接经济损失均超过900万元。保定、唐山市的雷电灾害事件造成的直接经济损失最为严重，而秦皇岛、衡水市的雷电灾害造成的直接经济损失相对较轻。

致谢：本文得到了魏军、王硕飞的指导和帮助，在此表示感谢！