海南省2021年夏季一起雷災事故調查分析

侯安校 ，符華森 ，王康平 ，鄧發斌

（1.海南省氣象科學研究所，海口 570203；2.海南祥云雷電防護有限公司，海口 570203）

0 前言

雷電是自然界中一種大氣放電現象，因其具有大電流、高電壓、強電磁輻射和劇烈沖擊波等特征，具有很大的破壞性和危害性，常常造成人員死亡和財產損失。馬明等人分析了1997-2006年我國雷電災情特征[1]，高燚等人分析了我國雷擊致人死亡特征[2]和海南雷災特征[3]，殷啟元等人對廣東省雷電死亡事故特征[4]和一次“晴天霹靂”致死事件[5]進行了分析，劉平英等人對云南省雷災時空分布特征進行了分析[6]，陳小艷等人[7]、沈海波等人[8]分別分析了南寧市和梧州市雷災特征。本文對2021年5月24日在海南省東方市養牛基地發生的一起雷擊致牛死亡事故進行調查分析，并給出了雷電防護措施建議。

1 雷災概況

2021年5月24日下午，海南省東方市出現雷雨天氣過程；15時58分，東方市氣象臺發布了雷雨大風黃色預警信號；16時40～50分，因雨勢較大，東方市三家鎮紅草村軍團園養牛基地3名工作人員將牛群趕回養牛場，當牛群走到養牛棚旁小斜坡靠近堆放報廢彈簧床的低洼地帶時，工作人員看到一道閃電劃過，靠近養牛棚的兩名工作人員瞬間跌落到地面，但很快起身，沒有傷亡，另外一名距離養牛棚較遠的工作人員沒有受到雷擊影響，但是已經進入積水低洼地帶的牛群有42頭黃牛死亡，其中大牛35頭，小牛仔7頭，部分牛的肚子已經裂開。

2 雷災調查

2.1 現場勘查

海南省東方市三家鎮紅草村軍團園養牛基地（經緯度108.824°E，19.189°N）共養殖了150多頭黃牛，位于開闊的野外，地勢較平坦、光禿，地勢起伏高程差不超過1m，主要以裸地為主，低洼處有部分積水，路面泥濘，較高處以沙地為主。養牛基地有少量灌木叢，無高大樹木，養牛場內有簡易的養牛棚、集裝箱房，無任何防直擊雷措施。事故發生在養牛棚旁的低洼地帶，低洼地的斜坡頂上堆放有一堆報廢的金屬彈簧床（圖1）。受災當事人（養牛基地工作人員）現場看到閃電發生，但事故現場沒有發現雷擊痕跡。

圖1 事故現場的斜坡頂上堆放有報廢的金屬彈簧床

2.2 剩磁檢測

根據《雷電災害調查技術規范》（QX/T 103-2017）[9]，當雷災事故現場調查無熔痕可作依據時，可進行剩磁檢測，作為雷災的判定技術依據。由于電流的磁效應，當地閃發生時，雷擊電流會在地閃通道周圍空間產生很強的磁場，處于磁場中的鐵磁體受到強磁化作用，會保持較大的磁性，鐵磁體保持的磁性大小與電流和磁場的強弱以及距離地閃通道的距離有關。

2021年5月25日上午，利用剩磁測試儀對事故現場金屬彈簧床進行剩磁檢測（圖1），檢測值高達2.3 mT。對照剩磁數據分析判定表（表1）[10]，測量得到的剩磁值（2.3 mT）大于1.5 mT，可作為雷擊判據之一。

表1 剩磁數據分析判定對照表（單位：mT）

2.3 天氣系統分析

2021年5月24日，海南島受南海低壓槽影響。影響海南島雷暴的天氣系統主要有低壓槽、冷空氣、熱帶氣旋和副熱帶高壓，其中低壓槽類天氣系統發生雷暴天氣的概率最高，低壓槽天氣系統影響下的雷暴占總雷暴天數的62%[11]。海南島低壓槽類天氣系統（西南低壓槽、南海低壓槽、華南沿海槽）中，南海低壓槽影響下，海南島午后地閃發生的概率最高[12]。

海口多普勒天氣雷達回波表明，2021年5月24日16時，東方市西南部海域及南部陸地出現強對流天氣系統并向西北移動，至16時30分左右，養牛基地上空處于該天氣系統的強回波中心邊緣，至16時40分左右，養牛基地上空基本被強回波中心覆蓋，16時45分養牛基地上空雷達回波強度超過50 dBZ，強回波覆蓋面積較大。

2.4 雷電數據分析

海南省ADTD地閃定位網和海南省三維閃電定位系統的監測結果顯示，2021年5月24日16時40～50分養牛基地附近閃電活動頻繁，雷災事故現場方圓5 km半徑范圍內共監測發生了9次地閃回擊（如表2所示），其中ADTD地閃定位網監測到2次回擊，三維閃電定位系統監測到7次回擊。這9次地閃回擊均為負極性，距離雷災事故現場最近的兩次回擊均發生在其1.7 km附近，發生時間分別為16：47：42和16：48：48，閃電強度分別為-6.54 kA和-9.53 kA。

表2 雷災事故現場附近的閃電定位結果

3 雷災成因分析與防護建議

3.1 雷災成因分析

綜合受災當事人目擊情況、現場勘查、剩磁檢測、雷達回波及閃電定位結果，可以判定此次致牛死亡事故為雷電災害，雷擊未造成人員死亡，雷擊造成45頭黃牛死亡，預計直接經濟損失65萬元，屬于較大雷電災害等級。根據現場調查情況，初步判定此次雷災事故原因是雷擊跨步電壓，推斷此次雷災事故是由于雷電擊中養牛基地堆放報廢彈簧床旁邊的積水低洼地帶，在雷電流泄放過程中，地電位抬升，不同距離間形成較大電位差，由于牛的前后腳間距較大，造成前腳與后腳之間的跨步電壓較大，導致處于有積水低洼地帶的42頭牛遭受跨步電壓襲擊而死亡，而距離雷擊點較遠的其它牛群沒有傷亡。而2名工作人員站的位置離雷擊點相對較遠，且其所處的沙地相對干燥，土壤電阻率較大，人體站立雙腳間距較小，所遭受的跨步電壓較小，沒有造成傷亡。

3.2 雷電防護建議

（1）外出放牛前應及時的收聽關注雷電預警信息。當雷雨天氣來臨之時，應盡快把牛群趕進牛棚；牛棚應安裝直擊雷防護裝置，并安裝環形接地裝置，降低牛棚跨步電壓；牛棚周圍人和牛停留時間較多，建議在其周圍安裝接閃桿，并在接閃桿周圍安裝防護欄；集裝箱房應做防雷接地處理。

（2）清除養牛場內非常用的、閑置的金屬物件。

（3）養牛棚等金屬架構的建構筑物做好防直擊雷措施，采用金屬屋面及金屬支柱作為接閃器和引下線的，應當將其與牛群隔離或者做好絕緣處理，避免養牛棚內牛群遭受接觸雷擊。

（4）養牛基地工作人員在場外放牧期間，做好絕緣防護措施，不要使用有金屬尖端的雨傘，不要把鐵鍬等農具及其他金屬物品扛在肩上。

（5）雷雨天氣，養牛基地工作人員應避免騎自行車、駕駛摩托車或敞篷拖拉機，切忌狂奔。

（6）頭頂雷鳴時如找不到合適的避雷場所，應遠離樹木、鐵塔、電線桿、 煙囪等高聳、孤立的物體，在地勢低洼的地方，雙腿靠攏蹲下，臨時躲避。如萬不得已在樹下躲雨時，必須與樹干及枝葉保持3米以上距離。

（7）雷雨天氣時，不要停留在山頂、山脊或建筑物的頂部。應迅速躲入有防雷裝置保護的建筑物內，如正在駕車，可留在車廂內。不要進入臨時性的棚屋、崗亭等無防雷設施的低矮建筑物內。