察隅县雷电气候特征与防范措施
2020-12-30唐富安
摘要 择取察隅县1999—2019雷暴和闪电观测数据资料,利用数学统计手段对本地区的雷电年变化、日变化和时间分布等进行分析,揭示察隅县雷电气候发生特征。结果发现:本区域雷电主要集中于夏季,一天中主要发生于下午至傍晚时段。在总结察隅县雷电分布发生规律的同时提出雷电灾害防御措施,以供参考。
关键词 察隅县;雷电气候;发生特征;防范措施
中圖分类号:P427.3;P446 文章标识码:A 文章编号:2095–3305(2020)06–0–02
DOI:10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.06.035
雷暴常出现于春夏之交或炎热夏天,常伴有大风、阵性降雨或冰雹。由于雷暴的发生发展与积雨云联系在一起,从雷暴云的出现到消失,具有很强的局地性和突发性,水平范围只有几公里或十几公里,在时间尺度上也仅有2~3 h。这种中小尺度天气系统在预报上有一定的难度。察隅县位于西藏高原东南部,属于气候类型交杂分布区,具有一定的脆弱性。春夏之交和夏季常受高原季风、西风带、东南季风的共同作用,时常伴随着雷暴的强对流性天气出现,给本地带来较为严重的灾害,严重影响社会经济的发展,特别是对农牧区的影响,农牧民防范意识差、防御能力薄弱,雷电天气可危及农牧民及牲畜安全。
1 察隅县雷电气候特征
1.1 雷电年变化
对察隅县1999—2019年雷电发生次数进行气候倾向率计算,得出其倾向率为-7.326,且通过显著性水平相关性检验,发现察隅县年雷暴次数整体呈现出下降的趋势。其中,2001年和2008年雷电次数最多,均为42次;2017年雷电次数最少,为14次。察隅县雷电次数年际变化共有三个阶段:1999—2001年总体呈上升趋势,最大雷电次数便发生在这个阶段;2002—2014年总体平稳但有小幅下降;2015年后雷电次数则整体大幅下降。
年平均雷暴日数在近30年以2.61 d/10年趋势逐渐减少。20世纪80年代年平均雷暴日数为38.21 d,20世纪90年代为29.63 d,进入21世纪则减少为21.62 d。春夏秋各季的雷暴日数年代际变化也呈现减少趋势,只是减少速率不同。以1980—2010年雷暴观测资料为例,雷暴日数最多出现在1984年,达到45.21 d,2007年最少,仅为14.21 d,两者相差31 d。
1.2 雷电月变化
察隅县雷暴日数最少的月份为1月和2月。随着气温升高和太阳辐射的增强,雷暴日数也随之增加。夏季6—8月雷暴日数明显大于其他季节,其中7月雷暴日数最多,为5.6 d,冬季(12月—次年2月)雷暴日数为0,明显小于其他月份。雷暴日数超过4 d的主要出现在下半年,占全年雷暴日数的93.03%,其中,夏季雷暴日数占全年雷暴日数的67.92%,其次是秋季和春季,冬季的雷暴日数最少。对同年段的地闪资料进行分析,发现地闪主要集中于6—9月,其中7月发生次数最多,为3万次左右,12月份最少,只发生87次。可以看出,这二者反映出来的雷电季节变化特征基本互相吻合。雷电主要集中于夏季是因为察隅县夏季热力条件、动力条件和水汽条件对发生强对流天气的有利度均高于其他季节,相应雷电出现频次也会较高(图2)。
1.3 雷电日变化
对察隅县近30年逐时段的雷暴发生频率进行对比分析可发现,下午至傍晚的时段为雷暴高发期,凌晨至上午为雷暴低发期。其中18∶00—19∶00为雷暴频率最高时段,为19.6%,共发生228次;08∶00—09∶00雷暴发生频率最低,为0.14%,只发生了3次。同样对地闪资料进行分析也可发现,地闪主要集中于一天之中的下午至傍晚时刻,凌晨至上午则发生频次低。其中19∶00—20∶00地闪发生次数最多,共13100次,10∶00—11∶00发生次数最少,为410次。这二者共同验证了雷暴多发于午后的规律。主要原因是本地自正午过后,太阳辐射开始高强度地加热地表和大气。与此同时,地面接收的有效辐射和湍流感热输送也逐步达到最高程度,这使得近地面大气有充足的能量开始辐合上升运动,在上升过程中,空气不断膨胀,将内里的热能转化为势能,加剧水汽凝结和对流云发展为成熟雷暴云的速度,进而出现雷电现象。
1.4 雷电首次发生方向频率特征
察隅县的雷暴主要来自西北方向、北方、西南方和西方,发生频率分别为19.2%、17.1%、14.2%、14%。这基本与夏季对流天气系统的源头方向有关,察隅县主要受到夏季西北—东南方向的对流云系和南支系统影响。因此,午后的对流云系会从青藏高原西北方向东南方入侵,或者沿着高原东南缘由西南向东北入侵。
1.5 地闪强度特征
察隅县的闪电以负地闪为主,占到总量的97%左右,平均电流强度为-10.2kA,正地闪占3%左右,平均电流强度为23.9kA,远高于负地闪的强度。本区域内为数不多的正地闪都是负地闪造成的,因为大多数地闪发生于雷暴云下部的负电荷区和地表之间,所以一次雷暴过程中,负地闪次数要比正地闪次数多。本区地闪强度较小,因为本区域的对流系统发展强度并非特别旺盛,和我国华南地区旺盛的对流相比,峰值自然小很多,如浙江的地闪强度变化曲线峰值可达到25kA。本区域的地闪密度在1.15~2.03次·km-2·a-1,较全国水平略高,因为察隅县本身气候类型复杂,且位于高山峡谷带,山地地形对气流有着抬升作用,对流天气的影响力较其他内陆地区高,故地闪密度大。
2 雷暴防御措施
2.1 加大防雷宣传力度
气象部分要开展防雷重点单位安全大检查,积极进行防雷安全科普宣传,不断提高防雷减灾工作的社会效益,切实维护人民群众生命财产安全;充分利用媒体等宣传途径,对防雷安全大检查行动广泛宣传,普及防雷科普知识,营造监管声势,构建长效机制,减少安全事故的发生;可与教育部门联合印发防雷手册,向区域内中小学发放防雷科普专题片和宣传挂图,开展防雷工程示范建设。
2.2 强化防雷安全巡检
根据“早入手、早治理”的原则,采取有效措施将防雷工作做足做实,最大限度地减少雷雨天气对电网的影响。提前制定下发防雷预案,严格落实防雷措施,责任到人。抽调人员组成安全检查小组,制定工作方案,细化目标,明确任务,重点检查防雷安全工作是否纳入安全生产责任体系,是否按时检测,实施检测单位是否具备相应检测资质,检测报告内容是否与现场设施相符合等,确保检查不留死角、不留盲区、不走过场。深入重点企业现场,通过查看台账、现场勘查、现场询问相关责任人等方式,对企业防雷安全生产责任落实、学习培训及防雷防静电装置年检等情况进行全面检查,对检查中发现的防雷安全重视不够、制度不健全、检测不规范等问题逐条逐项提出整改意见,要求企业限期整改。分析历年雷击致跳闸数据,查找雷电活动频繁地段,掌握雷电活动规律及特性,制定有针对性的可行性防雷措施。重点加强对配网设备防雷接地系统的巡视力度,確保设备的防雷措施符合要求[1-2]。
2.3 完善防雷设施建设
建筑物主体工程设计过程中要充分考虑防御直击雷的设施安装。对部分偏远农牧区和山区,安装防雷装置成本高、工作难度大,气象部门可结合区域地理、地形和气象条件等因素投入资金,在合适场所安装避雷针,再利用滚球法计算,在其周边合适位置安装相关防雷装置,使雷电流借助于防雷装置迅速泄放进入大地,降低区域内雷电流强度,将其危害降到最低。例如,在空旷的田野构建防雷避雷场所,农牧民遇雷雨天气可有效躲避。同时,加强中小学校、商场等人员集中场所防雷工程建设,对新建建筑物做好防雷工程审核等,确保防雷设施发挥作用。
参考文献
[1] 吴起辉.雷暴天气特征分析及其防灾减灾措施[J].无线互联科技, 2019(11):64–65.
[2] 杨虎,刘赛.西藏地区雷暴气候特征及农村雷电灾害防御[J].现代农业科技,2017(5):170,173.
责任编辑:黄艳飞
Climatic Characteristics and Preventive Measures of Lightning in Chayu County
TANG Fu-an (Meteorological Bureau of Chayu County, Chayu,Tibet 860600)
Abstract In this paper, based on the observation data of thunderstorm and lightning in Chayu county from 1999 to 2019, the annual variation, daily variation and time distribution of lightning in this area are analyzed by means of mathematical statistics, which can reveal the characteristics of lightning climate in Chayu county. The lightning mainly occurs in summer in the region, and mainly occurs in the afternoon to evening in a day. At the same time, the lightning disaster prevention measures are put forward for reference.
Key words Chayu County; Lightning climate; Occurrence characteristics; Preventive measures
作者简介 唐富安(1985–),男,西藏察隅人,本科,工程师,研究方向:雷电特征及防雷减灾。
收稿日期 2020–06–19