滿洲里市體育場雷擊風險評估雷電參數分析

馬艷清

（滿洲里市氣象局，內蒙古滿洲里 021400）

1 滿洲里市體育場地理位置參數

滿洲里市體育場工程位于滿洲里市外環路和華阜大街十字路口東北角地塊。建筑類型為乙級體育建筑，中型體育場。總建筑面積22 713.03 m2，總用地面積26.81064 hm2，建筑基底面積：18 197.7 m2，容積率：0.085。總高度為33.72 m，建筑直徑289 m，地上2層。本工程為現澆鋼筋混凝土框架結構，鋼網殼屋蓋。體育場觀眾席座位共21 247個，其中貴賓席130個，觀眾席兼做記者席、評論席、運動員席座位855個，殘疾人10座。

2 滿洲里市體育場設施情況

設有比賽場地，北區為商業設備用房，西區為商業、餐飲、新聞媒體用房、貴賓用房和運動房用房，觀眾席和配套衛生間、辦公用房、室外休息環廊和室外大平臺。

3 雷電參數

3.1 雷電日概況

根據滿洲里市氣象局雷電統計資料分析，體育場項目所在地雷暴日為多雷區。

3.2 雷電活動的氣候特征

根據近30年該項目體育場區域所在地的雷電活動資料，該項目所在地雷暴日情況如下圖所示：根據圖1可以估算出平均每年的雷暴日大概為24天。在80年代至90年代中期雷暴日普遍較高，之后有減少的趨勢，但到了2008年后又有增多的趨勢。

根據近30年該項目區域所在地的雷電活動資料，該項目所在地歷年每月雷暴日分布情況如圖1所示。

根據近30年體育場項目區域所在地的雷電活動資料，該項目所在地雷電期日數情況如圖2所示。

從圖1、圖2、表1來看，體育場項目區域雷電活動的氣候特征為：該區域累年平均雷電持續期為107天，年平均雷暴日數為24.1天，90%以上的雷暴發生在6—8月份。雷電持續期最長為136天，年雷電日最多為36天，最早雷暴起始日為4月21日，最晚雷暴終止日為10月8日，最長雷暴日數為136天。雷電季節最長為4—10月，一般為5—9月，最短為6—8月。

表1 體育場項目區域歷年雷電持續期觀測統計表

圖1 體育場項目區域歷年每月雷暴日分布圖

圖2 體育場項目區域歷年雷電持續期觀測分布圖

3.3 地閃活動分布規律

3.3.1 地閃頻次年變化特征。滿洲里市2020年觀測到的地閃次數最多，為316次，其中正地閃25次，負地閃291次，負地閃占總地閃的比例約為92.1%。

3.3.2 地閃頻次月變化特征。由滿洲里市2020年地閃頻次月分布圖（圖3）可以看出，滿洲里市的地閃活動主要發生在6—8月，約占全年地閃總次數的98.7%，其中7月地閃頻次最高，約占全年地閃總次數的49.4%。

圖3 滿洲里市2020年地閃頻次月分布圖

3.3.3 地閃頻次日變化特征。由滿洲里市2020年地閃頻次日分布圖可以看出，滿洲里市的閃電活動表現出“雙峰單谷”的特征，閃電活動主要集中在2～3時與17～18時，這兩個時間段的地閃頻次占全天的44%。

3.3.4 地閃強度變化特征。從滿洲里市的正負地閃電流強度累積概率分析可以看出，負地閃主要集中在15～25 kA，該等級范圍占負地閃總數的54%；正地閃變化較為穩定，各個強度段內差別不大。

3.3.5 地閃空間分布特征。從滿洲里市地閃密度分布特征來看（圖4），全市均有落雷，滿洲里市中部與西北部的落雷相對集中，東南部落雷相對較少，2020年滿洲里市年平均地閃密度最大值為10次/km2，位于滿洲里市中部。

圖4 滿洲里市2020年地閃密度分布圖

從滿洲里市地閃強度分布圖（圖5）可以看出，地閃強度高的區域和地閃密度大的區域大致相同，地閃強度高的區域主要集中在滿洲里市的中部與西北部。滿洲里年平均地閃強度最大值為76.12 kA/km2，位于滿洲里市中部。

圖5 滿洲里市2020年地閃強度分布圖

3.4 雷電活動路徑分析（雷電的主導方向和次主導方向）

根據近30年體育場項目區域所在地的雷電人工觀測資料，其雷電活動玫瑰圖如圖6所示。

圖6 體育場項目區域歷年雷暴發生方位分布玫瑰圖

從該雷電活動玫瑰圖可以看到：體育場項目區域雷電的主導方向為SW，次主導方向為W、S、SE，在設施布局及防護時，須考慮防止主導和次主導方向來的雷擊。

4 結語

滿洲里市體育場地處空曠，為大型密集場所，結合地理位置參數及體育設施情況，分析雷電特征及規律，對開展雷擊風險評估非常必要。