甘南州雷电特征及防雷管理工作思考

赵兰芳 毕英 王涛

摘要 主要论述了甘南州雷电特征，利用气象观测资料，围绕雷暴的时间、空间变化和闪电的时间、空间变化进行了具体描述，得出雷暴和闪电在甘南州的分布和变化特点，并总结州防雷安全工作情况，以供参考。

关键词 甘南州；雷电特征；防雷管理

中图分类号：P429 文献标识码：B 文章编号：2095–3305（2023）07–0302-03

雷电作为一种自然的放电现象，因其瞬间电压极高，释放电流极大，释放时间极短，危害性强成为气象部门进行数据监测、预警预报的重点[1]。甘南藏族自治州（以下简称甘南州）位于青藏高原、黄土高原和陇南山地的过渡带，大部分地区海拔在3 000 m以上，有多种地形地貌，山地、河流、湖泊和草原均有分布，地方性天气明显，属于西北地区雷暴活跃的地区之一，甘南州属于多雷区。甘南州大部分地区年均雷暴日数超过38 d，是甘肃省年均雷暴日数较多的地区。随着甘南州经济发展速度的加快，各类高层建筑增多，电子通信设备普及度上升，雷电导致的灾害性事件发生概率提高，因此研究甘南州雷电特征，为防雷管理工作提供科学依据显得十分必要[2]。

1 甘南州雷电的分布特征

1.1 雷暴空间的分布特征

甘南州海拔越高的地方，年均雷暴日数越多，靠近青藏高原的玛曲县、碌曲县至东北部的合作地区为雷暴的多发地区，其中海拔最高的玛曲县年均雷暴日数最多，年均雷暴日数可达

62.4 d，合作市年均雷暴日数次之，为59.8 d，碌曲县为51.6 d。东南部海拔较低的迭部县和舟曲县雷暴日数相对较少，迭部县年均雷暴日数为39.9 d，舟曲县作为甘南州海拔最低的地区，年均雷暴日数最少仅为30.2 d。甘南州年均雷暴日数达52.0 d，造成甘南州多雷的主要原因是受到青藏高原的影响，海拔高，地形复杂，强对流天气多发。

甘南州各地雷暴平均初、终日出现日期差异较大，绝大部分地方的平均雷暴初日在3月20—30 日之间，终日在10月中下旬。舟曲和夏河的初终日间数分别为182和181 d，其余各地均在200 d以上，最多的是卓尼，为210 d。从各站最早初（终）日和最晚初（终）日数据来看（表1），各地雷暴初日年际间差异较大，其中合作、夏河、舟曲最早雷暴初日和最晚雷暴初日之间相差32～60 d，其余各地则相差90～120 d，临潭站相差最大，为120 d。终日年际间差异相对较小，基本最早终日和最晚终日相差30～60 d。

1.2 雷暴的时空变化特征

1.2.1 雷暴的年际变化 甘南州1983—1999年平均雷暴日数呈现震荡下降趋势，2000年以后则以负距平为主。其中，20世纪80年代末至90年代初雷暴相对多发。分析甘南州8个气象站雷暴日数的年际变化趋势可知，甘南州各站年均雷暴日数近年来呈现下降趋势，其中玛曲县下降趋势最明显，为-7.8 d/10年，这与甘肃省近年来年均雷暴日数下降趋势一致。结合甘南州年平均气温和降水量资料，雷暴日数的变化和温度、降水量的年际变化具有相关性，年均雷暴日数与温度呈负相关，与降水变化呈正相关。如1983—1992年的降水量偏少为1.3%，气温距平为-0.15 ℃，雷暴日数距平为-1.26 d；1993—2002年的降水偏少1.5%，气温距平为0.27 ℃，雷暴日数距平为-0.24 d；2003—2013年降水偏幅为0.6%，气温距平为0.9 ℃，雷暴日数距平为-14.1 d。这说明随着气温升高，降水量减少，年均雷暴日数也随之减少。2003年以后，降水量增多，气温逐年升高，但雷暴日数减少得最多，所以气温升高对雷暴日数的减少影响更为显著。

1.2.2 雷暴的季节变化 甘南州雷暴天气多发生于春夏秋3个季节，夏季是雷暴日数最多的季节，夏季雷暴日数约占全年雷暴总日数的57.2%，春季和秋季雷暴次数分别占全年雷暴总次数的26%和16.3%。除了舟曲地区，其余各地春季雷暴日数在11 d以上，玛曲县春季平均雷暴日数达到15.9 d，合作和临潭地区的平均春季雷暴日数分别为14.4和14.1 d。舟曲县春季平均雷暴日数为9.2 d。迭部县和舟曲县春季雷暴次数占全年总雷暴次数的30%左右，其余各地在22.3%～28.5%之间。夏季平均雷暴日数在16.8～36.9 d之间，合作地区夏季平均雷暴日数达36.9 d，舟曲县最少为16.8 d。各地夏季雷暴次数占全年总次数的比重均在50%以上，其中夏河夏季雷暴次数占全年总次数达62.9%。秋季全州各地雷暴日数在4.1～11.6 d之间，玛曲秋季平均雷暴日数最多，为11.6 d，合作地区次之，为10.2 d，其余地方的秋季雷暴日数未超过10 d。秋季各地雷暴次数占全年总次数的比重为13.8%～18.2%。

1.2.3 雷暴的月变化和旬变化 甘南州雷暴活动月变化呈现单峰型，7月份雷暴活动最频繁，雷暴次数占全年总雷暴次数的20%左右，其次是5、6、7和8月。5—8月雷暴次数占全年雷暴次数的85%，3、10、11月的雷暴次数占全年雷暴次数的14.2%，这与青藏高原的闪电活动季节变化的特征及空气加热过程和湿度年周期變化相关。夏季温度和湿度为对流提供了充足的热动力和大气背景，有助于对流的形成和发展。从旬际变化角度来看，5—8月间每月都有一个雷暴高发期，自5月上旬开始，甘南州雷暴日数逐渐增加，5月下旬至6月上旬是显著的多雷期，6月中旬雷暴日数减少，6月下旬至7月下旬是一年中的雷暴高发期，6月下旬和7月下旬雷暴日数占全年雷暴次数的7%左右。8月份的高发时段为8月下旬，9月开始后雷暴日数逐渐减少。

1.2.4 雷暴的日变化 甘南州雷暴午后多雷暴，12：00～20：00为雷暴盛发期，在此期间出现的雷暴次数占全天总次数的93%左右，自12：00开始雷暴次数显著增加，其中14：00～15：00是雷暴出现的峰值时段，占全天总次数的30%左右。

1.3 闪电的分布特征

1.3.1 闪电频次的时间分布特征 甘南州闪电活动出现的最早日期是2月10日左右，最晚结束期为11月20日左右，最大正闪电流强度为410 kA，最大负闪电流强度为-950 kA。2012—2022年10年间年均闪电出现次数为4 440次；2019年闪电出现次数最多，达到8 700次；2014年闪电活动频次最低，为1 315次；2014年仅为2019年闪电出现次数的15%左右，这表明闪电频次的年际变化显著。2013年正闪次数占比为全年闪电次数的43%，2018年负闪次数占比为全年闪电次数的85.4%。2012—2022年10年间正闪总次数为972次，占总闪电次数的21.9%，负闪为3 470次，占总闪次数的78.1%。由此可见，负闪出现频率远远超过了正闪，是正闪次数的3.5倍左右，即每出现3.5次负闪才会出现1次正闪。这主要是因为雷暴云是上正下负的电荷结构，当其对地面进行放电时，位于下部的负电荷距离地面近，更容易放电。

从闪电月变化角度来看，正闪、负闪和总闪次数的月变化呈现单峰型，1和12月基本全州没有出现闪电，2月开始出现闪电，4月开始闪电次数逐步增加，8月是闪电频次的明显峰值，占总闪电次数的31.4%，9月开始闪电次数大幅度减少，闪电频次达到6  130次，占总闪电次数的15.4%，10月闪电活动次数继续减少。可见一年之中闪电活跃期为4—10月，与本地汛期重合，由于正处于春夏之交一直持续到深秋，降水、温度、日照等方面因素影响导致闪电活动频发，该时段的闪电频次占总闪电频次99%以上[3]。

从日变化角度来看，甘南州闪电活动出现在各个时段，呈现单峰型变化。主要集中在13：00～24：00之间，以负闪为主，该时段共出现34 450次闪电，占全天闪电频次的88%，其中负闪达到27 400次，占该时段闪电总频次的79.6%，闪电活动在18：00～19：00达到高峰，占全天闪电频次比重为10%。03：00～13：00是一天之中闪电活动频次相对较低的时段，其中08：00～09：00是闪电频次最低的时段，仅为55次，闪电活动频次最高时段是最低时段的90倍左右。闪电集中出现于13：00～24：00是由于太阳辐射加热导致大气层构不稳定，从而容易产生对流天气[4]。

1.3.2 闪电强度的时间变化特征 2012—2022年甘南州闪电平均强度为54 kA，负闪平均强度为-47 kA，正闪平均强度为60 kA。闪电活动中电流强度未超过50 kA的闪电次数占总次数的70%，强度在50～100 kA的占总次数的24.5%，强度在100～150 kA的闪电占总次数的3.7%，强度在150 kA以上的占1.8%。负闪最大值一般在7月间达到顶峰，强度为-950 kA，4—6月及9月的负闪强度范围在-500 kA左右，2月和11月负闪强度则基本在-500 kA以下。正闪最大值除了2、3和9月，其他月份的正闪强度范围都在350 kA左右，总闪最大值和负闪最大值变化相似，都是在7月达到峰值。总闪平均值、正闪平均值、负闪平均值变化趋势相似，均为单峰型，最大峰值出现在10：00～11：00之间，总闪平均值为113 kA，正闪平均值为119 kA，负闪平均值为-106 kA。

1.3.3 闪电的空间分布特征 因为甘南州地形复杂，所以闪电活动在空间上分布差异较大。就闪电频次而言，是自北向南增多，自东向西增多，西南地区的闪电频次显著多于东北地区，闪电活动高发区在玛曲县西部及南部、碌曲县、夏河县南部和卓尼县西南部，这与相关地区的地形地貌、强辐射及对流性天气有关，合作市、临潭县、舟曲县、迭部县闪电活动相对不频繁。就闪电强度而言，负闪强度和总闪强度在空间分布上基本一致，正闪强度则略有不同，高值小，高值中心出现在总闪高值发生偏少的区域。闪电强度高值区主要分布在玛曲、碌曲和夏河地区。闪电强度空间分布特征为东低西高，正闪、负闪电流强度绝对值大部分在0～100 kA之间。

2 甘南州防雷管理工作的思考

2.1 严格开展防雷执法检查

针对易燃易爆场所、危化生产企业等防雷安全隐患较大单位定期开展防雷安全专项检查执法。通过现场查看，调阅资料和仔细询问等方式了解单位具体防雷工作开展情况，检查企业防雷装置年检报告，查看防雷装置设施维修保养情况，压实防雷主体责任，审查防雷安全制度是否完善，有无定期进行安全培训，应急预案是否得到落实。检查人员应对检查中出现的问题及时提出整改建议，要求企业在规定期限做好整改，会不定期抽查，对拒不整改或整改不到位的企业采取相应的处罚措施。在后续防雷安全工作中，要通过严格的执法检查，不断强化有关单位防雷安全责任意识，层层落实防雷安全工作职责，切实做好甘南州防雷减灾工作[5-9]。

2.2 建立防雷安全监管工作部门联动机制

甘南州建立并完善了各部门联合审批、检查、执法、宣传、培训的防雷安全监管机制。气象部门联合建设部门、发改委、安监部门和消防部门等做好有关防雷项目审批工作，建立联审机制，进行综合执法并及时通报检查情况。与安监、消防、建设等部门加强信息共享，建立了《甘南藏族自治州易燃易爆场所防雷重点单位名录库》。甘南州形成了政府统一领导，为部门各司其职、齐抓共管、综合治理的防雷安全监管工作格局提供了制度保障，制定了防雷安全监管工作联席会议制度，气象部门负责召开联席会议，由州安監局、住建局、教育局、旅游局、消防支队等部门分管人员参加，联席会议举行频次为每年一次，会议主要研究制定防雷安全监管工作措施，协调解决防雷安全监管工作中的重大问题；组织和协调全州防雷安全执法工作；指导和督促全州各有关单位和企业，明确防雷安全主体责任，强化信息沟通与协调，确保防雷安全监管工作信息渠道畅通[10-13]。

2.3 加强防雷科普宣传

在进行防雷安全检查时向企业管理人员等讲解防雷知识，防雷法律法规以及示范全国防雷减灾综合管理服务平台的操作使用。深入农牧区开展防雷减灾科普宣传，在现场回答群众提问，耐心讲解，发放雷电防护藏汉双语宣传资料、防雷防灾减灾科普挂图等，强化农牧区群众防灾减灾意识，提升了广大牧民群众的防灾避险自救能力[14-16]。

3 结束语

甘南州的雷电特征主要是年均雷暴日数随海拔的增加而增加，玛曲县年均雷暴日数最多，多年年均雷暴日数呈现下降趋势，温度和降水量变化对雷暴日数的变化产生影响；州各地雷暴平均初、终日和初终日间日数的差异较大，但各地雷暴初终日间数的变化不明显；夏季是雷暴日数最多，春季次之；雷暴活动月变化呈现单峰型，7月份雷暴活动最频繁；一天之中的12：00～20：00为雷暴盛发期。

2012—2022年间10年间年均闪电出现次数为4 440次，正闪次数少于负闪次数；正闪、负闪和总闪次数的月变化呈现单峰的型；闪电出现时段集中在13：00～24：00之间；闪电平均强度为54 kA，负闪平均强度为-47 kA，正闪平均强度为60 kA；闪电频次自北向南增多，自东向西增多，西南地区的闪电频次显著比东北地区多；负闪强度和总闪强度在空间分布上基本一致，正闪强度则略有不同。

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Thoughts on Lightning Characteristics and Lightning Protection Management in Gannan Prefecture

Zhao Lan-fang et al（Meteorological Bureau of Gannan Tibetan Autonomous Prefecture， Gansu Province， Hezuo， Gansu 747000）

Abstract This article mainly discusses the characteristics of lightning in Gannan Prefecture， using meteorological observation data to specifically describe the temporal and spatial changes of thunderstorms and lightning， obtaining the distribution and change characteristics of thunderstorms and lightning in Gannan Prefecture， and summarizing the lightning protection safety work in Gannan Prefecture for reference.

Key words Gannan Prefecture; Lightning characteristics; Lightning protection management