呼伦贝尔市雷暴灾害统计分析及雷电防御对策

摘要 依据呼伦贝尔市1981—2013年逐月雷暴日数、每年初日和终日资料，统计分析呼伦贝尔市雷暴灾害特征，并给出相关的雷电防御对策。结果表明：呼伦贝尔市雷暴日数总体呈现出减少的趋势，气候变化倾向率为-2.213 d/10年，下降趋势较为显著；每年11月—翌年3月，呼伦贝尔市几乎没有雷暴天气出现，4—7月雷暴出现频率不断增加，从8月份往后雷暴日数逐月减少，这种变化情况几乎与西太平洋副热带高压的南北进退保持一致；1981—2013年呼伦贝尔市雷暴初日、终日整体呈现出推迟的趋势，分别以0.238、0.266 4 d/年的趋势推迟；为了将雷电灾害造成的损失降到最低，应分别从雷电监测预警和灾害风险评估、建筑物安全防护、易燃易爆场所安全防护、电子设备的安全防护、应急安全防护等方面出发做好雷电防御工作。

关键词 雷暴灾害；统计分析；雷电防御；呼伦贝尔市

中图分类号：P446 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）02–0077-03

雷电是大气中的一种剧烈放电现象，出现的过程中往往伴随着光、声、电等多种物理现象。迄今为止，没有任何设备和方法可对自然界的天气现象进行改变，阻止雷电的出现[1]。

频繁出现的雷电天气同时表现出强大的电流、剧烈电磁场、猛烈冲击波和强烈电磁辐射等物理效应，对公共安全和人民生命财产安全有较大的威胁[2]。相关部门的统计结果表明，全球每年因雷电造成的人员伤亡高达数万人，经济损失则超过了10亿美元[3]。

當前，雷电灾害被联合国列为最严重的十种自然灾害之一，并且被中国电工委员会列为“电子时代的一大公害”[4]。为了将雷电造成的经济损失和人员伤亡降到最低，对雷电灾害进行统计分析可为日后雷电防御和管理提供参考借鉴。

呼伦贝尔市位于内蒙古东北部，冬季寒冷漫长，夏季温凉短促，春季防火期时间较长。大兴安岭的雷击火灾占该地总森林火灾的21%，最多年份高达64%。通过分析呼伦贝尔市雷暴灾害特征，找出对应的雷电防御对策，对有效减轻雷电灾害带来的危害，确保人民生命财产安全，保障社会经济运行的稳定性均具有十分重要的现实意义。

1 资料与方法

依据呼伦贝尔市1981—2013年逐月雷暴日数、每年初日和终日资料（选取海拉尔区观测数据作为主要资料来源），利用滑动平均法和气候倾向率对呼伦贝尔市雷暴灾害进行统计分析。结合呼伦贝尔气候特征，选择常规性划分标准对四季进行划分，其中春季为3—5月、夏季为6—8月、秋季为9—11月、冬季为12月—翌年2月。

根据地面气象观测规范的有关规定，在一天之中，也就是20：00到次日20：00这段时间内，气象台中只要听到超过1次雷声，可将其统计为1个雷暴日；若某一次雷暴跨越20：00，按2个雷暴日进行计算。严格按照地面观测记录来统计雷暴日数，年雷暴日数是全年内各月雷暴日总和，年平均雷暴日则是本站多年雷暴日数的平均值。采用数理统计、滑动平均法、气候倾向率估计法对呼伦贝尔市雷暴日数、雷暴初终日进行分析。

2 呼伦贝尔市雷暴灾害的统计分析

2.1 雷暴日年际变化

呼伦贝尔市雷暴日数总体呈现出减少的趋势（图1），气候变化倾向率为-2.213 d/10年，下降趋势较为显著。近30年，呼伦贝尔市年平均雷暴日数为22 d，其中年雷暴日数的最大值为34 d（1984年），最小值只有8 d（2007年）。说明雷暴日数年际变化波动幅度较大。

相关研究表明，1981—2000年，我国东部地区大气层结的不稳定度逐渐增加，而动力条件却不断减弱，极易出现对流不稳定性；加上水汽减少趋势不显著，很难为对流天气的出现提供了源源不断的水汽条件，降低了对流性天气的出现频率。

分析逐年雷暴日变化曲线图，20世纪90年代以前，呼伦贝尔市大部分年份的雷暴日数在平均值曲线以上，属于雷暴多发期。20世纪90年代以后，大部分年份的雷暴日数在平均值曲线以下，且在波动中逐渐减少，属于雷暴少发期。分析滑动曲线图，1981—2007年呼伦贝尔市雷暴日数呈现出波动下降趋势，且雷暴日数在2007年达到最低，只有8.0 d；从2007年往后，雷暴日数则开始显著增加。

2.2 雷暴次数的年和日变化特征

每年11月—翌年3月，呼伦贝尔市几乎没有雷暴天气出现，从4月份开始出现雷暴，5月份雷暴出现频率逐渐增加，尤其是进入到6月份后增加幅度最大，平均出现5.5 d，占全年雷暴日数的27.5%，到了7月份雷暴出现频率达到最高，平均出现7.8 d，占35.5%；进入8月份后，雷暴日数略有减少，9月份则快速下降。这种变化情况几乎与西太平洋副热带高压的南北进退保持一致。西太平洋副热带高压脊线分别有3次季节性北移，其中6月中旬出现1次，脊线向北转移到20°N以北地区；7月上中旬出现第2次，脊线向北转移到25°N，7月底和8月上旬是第3次北跳的时间，脊线北越后移动到30°N区域。因副热带高压西北部有暖而湿的空气存在，往往有大量的不稳定能量储备，若是锋面、高空槽、低压、低涡、切变线等系统对副热带高压西北部产生影响时，该区域很大可能会出现雷暴天气。

分析1981—2013年呼伦贝尔市雷暴天气日变化特征显示，09：00～12：00，呼伦贝尔市雷暴日数增加得较为缓慢；13：00～15：00雷暴天气出现频率较高，约总雷暴次数的30%；从16：00开始，雷暴出现频率下降，到20：00，雷暴天气有小幅度的增加趋势。

2.3 雷暴日年代际变化

1981—2013年，呼伦贝尔市雷暴日数呈现出明显的年代际变化，其中20世纪80年代雷暴日数的出现频率最高，平均雷暴日数为26.1 d。到90年代，平均雷暴日数为19.7 d，下降幅度较大；到00年代，雷暴日数继续下降，平均雷暴日数只有18.4 d，相较于90年代下降了1.3 d；到10年代，呼伦贝尔市雷暴日数继续增加，且增加幅度相对较大，相较于00年代，雷暴日数增加了5.9 d。

2.4 季节性变化

1981—2013年，呼伦贝尔市年平均雷暴日数为22 d，其中雷暴高发区出现在大兴安岭山区，尤以大兴安岭东北部出现雷暴天气的频率较高，年平均雷暴日数超过了30 d，年平均雷暴日数自大兴安岭山区逐渐向西部和东北部地区递减，而呼伦贝尔市西部雷暴天气出现频率较低，年平均雷暴日数不足20 d。

呼伦贝尔市春季平均雷暴日数为1.3 d，占年内雷暴日数的5.9%，且从西部到东部不断增加；夏季雷暴天气出现频率增加，年平均雷暴日数为19 d，占86.4%；秋季平均雷暴日数为1.5 d，占6.8%，略高于春季。冬季很少有雷暴天气出现，最初在春季出现，而夏季较为集中，秋季快速南退。雷电在北方出现时间较短，主要集中在夏季，雷暴天气出现时段和发生月份均比南方地区要晚，出现频率也比南方和高原区低。

3 雷暴初、终日

1981—2013年，呼伦贝尔市雷暴初日整体呈现出推迟的趋势（图2），以0.238 d/年的速率推迟，其中初雷日最早出现在4月初，主要位于呼伦贝尔市东部，其次是西部地区，南部和北部地区的初雷日出现时间最晚，主要在6月中旬出现。近33年，呼伦贝尔市雷暴初日主要出现在4—6月，其中4月份雷暴初日有3年，约占9.1%；5月份有20年，约占60.6%；6月份有10年，约占30.3%。

呼伦贝尔市雷暴终日也呈现出推迟趋势（图3），且以0.266 4 d/年的速率推迟，其中终雷日集中在9月，最早从西部和北部地区开始结束，尤以东南部结束时间最迟。近33年，呼伦贝尔市雷暴结束时间主要在8—10月，其中8月份雷暴结束的有9年，约占27.3%；9月份有20年，约占60.6%；10月份有4年，约占12.1%。

4 雷电防御对策

4.1 雷电监测预警和灾害风险评估

在雷电防护工作中，做好雷电监测预警工作显得极其重要，可在雷电监测预警的基础上确保人们第一时间发现雷电造成的危害，为日后研究、分析、预警雷电信息提供实时数据信息。当前，为了对雷暴天气、闪电发生发展情况进行实时监测，呼伦贝尔市气象局现已构建起了较为完善的闪电定位系统和多普勒雷达探测网，可确保气象数据信息的及时性和准确性水平。此外，还要不断优化雷电灾害评估系统，结合雷电活动规律和历史灾害事件，确定单位雷电灾害出现率及被评估区域，方便重点防雷单位、人员密集场所、公共设施、信息网络、易燃易爆场所、旅游景区等进行雷击风险评估工作，并据此制定防雷减灾规划和雷电灾害应急预案。针对区域内已经出现的雷电灾害，需做好雷灾鉴定和损失评估工作，并根据布设的防雷安全装置情况，积极采取科学有效防护措施。

在选择建（构）筑物基建区域或确定建设规划的过程中，为有效避开易落雷点和多雷区，需做好雷电风险评估工作，节省财力和物力。在实践过程中，发现在迎风处，也就是山腰和山脚处遭受雷击的概率较大，其主要原因是山腰和山脚阻碍气流的流通，容易形成涡旋，撞击后不同电荷的微粒群体形成雷电，应尽量避免将这种气候环境区域作为建设选址地，以免日后频繁遭受雷电灾害增加建设维护费用。

4.2 易燃易爆场所安全防护

针对易燃易爆场所建筑物的防雷，在防雷设计中需严格根据建筑物的防雷规范要求进行，通过布设避雷针、带、网等方式实现防雷。为了提升接地可靠性，将地电位降到最低，避免出现跨步和反击电压。保证油库、加油站防雷接地、保护接地、电器设备工作接地、防静电接地等共用接地装置，做好屏蔽工作，阻断从空间入侵通道内的感应雷电流电磁脉冲波，使雷电流无处可逃。

4.3 应急安全防护

在雷电防护中，采取简单的方法就能使防范效果事半功倍。“躲”为雷电的主要应急防护。对于高山地区，在雷雨天气出现时，雷电在上空盘旋时就应提前躲避。有些精密的设备，尤其是微电子设备，即使布设有避雷设施，在突发性强雷暴天气出现前，相关雷电防护措施很难发挥作用。出现雷雨天气时，应将电源插头拔掉，拆开天线，将雷电产生的危害降到最低。在雷电天气活动频繁的季节，需实时关注当地气象信息，防止在雷暴天气野外旅行、施工。农牧地区的居民避免在雷暴出现时进行田间劳作和草原放牧，避开雷电灾害的威胁。

5 结论

（1）呼伦贝尔市雷暴日数总体呈现出减少的趋势，气候变化倾向率为-2.213 d/10年，下降趋势较为显著。

（2）每年11月—翌年3月呼伦贝尔市几乎没有雷暴天气出现，4—7月雷暴出现频率不断增加，从8月往后雷暴日数逐月减少，这种变化情况几乎与西太平洋副热带高压的南北进退保持一致。

（3）1981—2013年，呼伦贝尔市雷暴初日、终日整体呈现出推迟的趋势，分别以0.238、0.266 4 d/年的趋势推迟。

（4）为了将雷电灾害造成的损失降到最低，应分别从雷电监测预警和灾害风险评估、建筑物的安全防护、易燃易爆场所安全防护、电子设备的安全防护、应急安全防护等方面出发做好雷电防御工作。

参考文献

[1] 中华人民共和国国家质量监督检疫总局.雷电防护第1部分：总则：GB/T21714.1—2015[S].北京：中国标准出版社，2016.

[2] 田德宝，牛萍.天然气长输管道工程站场雷击风险评估[J].科学技术与工程，2014，14（8）：115-119.

[3] 許小峰.雷电灾害与监测预报[J].气象，2004，30（12）：17-21.

[4] 刘雪涛，谢屹然.许迎杰.等.2001—2017年云南雷电灾害中人员伤亡特征[J].灾害学，2019，34（1）：128-134.

责任编辑：黄艳飞

Statistical Analysis of Thunderstorm Disaster in Hulunbeier City and Lightning Prevention Countermeasures

Sun Chang-peng （Hulunbeier Meteo-

rological Bureau， Hulunbeier， Inner Mongolia 021008）

Abstract According to the data of monthly thunderstorm days， the first day and the last day of each year in Hulunbuir city from 1981 to 2013， the characteristics of thunderstorm disaster in Hulunbuir City were analyzed statistically， and the relevant lightning prevention countermeasures were given.The results showed that the thunderstorm days in Hulunbeier City showed a decreasing trend in general， and the tendency rate of climate change was - 2.213 d/10 a， with a significant downward trend; There is almost no thunderstorm weather in Hulunbeier from November to March of the next year.The frequency of thunderstorms increases from April to July， and the number of thunderstorm days decreases month by month from August.This change is almost consistent with the north-south advance and retreat of the Western Pacific subtropical high; From 1981 to 2013， the beginning and end days of thunderstorms in Hulunbeier City showed a trend of postponement， with the trend of 0.238 and 0.266 4/a year respectively; In order to minimize the losses caused by lightning disasters， we should do a good job in lightning protection from the aspects of lightning monitoring and early warning， disaster risk assessment， safety protection of buildings， safety protection of flammable and explosive places， safety protection of electronic equipment， emergency safety protection， etc.

Key words Thunderstorm disaster; Statistical analysis; Lightning protection; Hulunbeier City

作者簡介 孙长鹏（1981—），男，辽宁沈阳人，工程师，本科，主要从事雷电防御工作。

收稿日期 2022-10-19