黃南州雷電活動特征及其對農牧業的影響及應對措施

任 強，徐開宇，王 敏

（黃南州氣象局 青海,黃南 811399）

雷電災害是最嚴重的自然災害之一，我州每年雷電災害頻發，對經濟社會發展、社會和諧穩定，尤其是對人民生命財產安全構成了嚴重威脅。近年來隨著社會對雷電災害關注重視，雷電災害預報預警工作就顯得尤為重要，其中雷電強度指數和雷電持續時間在雷電預報預警中占據重要地位，部分地區對于閃電資料分析一籌莫展，本課題提出應用高時空分辨率的雷電定位系統，其探測信息在被用于確定雷電天氣過程發生發展的趨勢和強度方面可發揮重要作用，從而提高黃南地區閃電資料在雷電預報預警及雷電災害風險評估工作中的應用效果。從而完善黃南氣象防災減災體系建設，強化綜合防災減災能力。

1 分析方法

利用2019年青海省黃南州閃電定位儀探測資料，剔除雷電流絕對值小于2kA和大于200kA的雷電定位數據。統計黃南州內的6小時間間隔的地閃次數，將6小時時間間隔內均有地閃記錄的過程記為一次雷電過程，即當一個時段六小時內無地閃發生則視為雷電結束。

將一次雷電過程的時間求和就得到該過程雷電持續時間(單位：min)，即

T總T終T始上式中，T始為此次雷電天氣過程中第一次出現地閃的時間，T終此次雷電天氣過程中最后一次發生地閃的時間，T總反應了一次雷電過程總的持續時間。

上式中，N為一次雷電天氣過程中的總地閃次數，Nmax為各個雷電天氣過程中總地閃次數的最大值。由式2可知T的大小反應了雷電的強弱程度，雷電強度指數越是趨近于零，雷電強度越弱；雷電強度指數越是大，雷電強度越強。

2 地閃與雷電日的月分布特征（見圖1，表1）

表1 年內雷電日數和地閃次數

2019年黃南州的雷電天氣由4月開始到10月結束，持續時間達7個月。共記錄雷電日92天，約占全年總天數的1/4；共記錄地閃次數為9295次。由圖1青海省黃南州雷電日與地閃的月分布可見，黃南地區的雷電天氣集中在6-8月份，占總次數的68.4%，其中7月最為集中，共出現了2486次，發生地閃次數占年電扇次數總數的26.7%，其次是6月，共出現了1975次，發生次數占年雷電地閃總數的21.2%；4月出現次數很少，共出現了229次，發生次數占年雷電地閃總數的2%。12月到次年3月無雷電活動發生。

圖1 雷電日與地閃的月分布

3 雷電強度與雷電持續時間的相關性

在接下來的研究中，把青海省黃南州地區分割為矩形的格點數據，格點間的間距為一個經緯度（1°×1°），計算黃南州2019年里每一次雷電天氣過程中每個格點的地閃數，列出雷電強度及雷電持續時間的預報方程（見圖2）。

利用最小平方法，能夠算出雷電強度指數與雷電持續時間的一元線性回歸方程和一元線性回歸關系圖。一元線性回歸方程：

式3為雷電強度與雷電持續時間的一元線性回歸方程。

圖2為雷電強度與雷電持續時間的一元線性回歸關系圖。

圖2 雷電強度與雷電持續時間的相關性

由式3和圖2可知雷電強度與雷電持續呈正指數相關關系，這表明雷電強度就越強，雷電持續時間越長。

根據閃電定位儀資料推算取得雷電強度與雷電持續時間的相關系數為0.54，能夠表明擁有不錯的的相關性。

4 雷電災害及防御措施

雷電是一種局地性較強的氣象災害，黃南州雷電常出現在每年的6～8月，正值農作物生長發育階段和蟲草采挖關鍵時期，而且雷電發生頻次高，雷電高發區容易受到經濟損失和人員傷亡。根據雷電發生規律和農林牧漁的特點，雷電災害對黃南州的主要影響有北部地區的設施農業和南部地區的蟲草采挖等。

4.1 雷電對農林牧漁的影響

4.1.1 對北部河谷地區設施農業的影響 黃南北部河谷地區主要是農業生產為主，發展規模比較大，主要是以糧食作物、油料作物、馬鈴薯、豌豆、金黃果等為主的經濟作物，設施農業成為當地農民脫貧致富的重要途徑和引領當地農業現代化建設的品牌示范區。設施農業生產場所通常在野外相對位置比較高且比較開擴空曠的地帶而易遭雷擊的地理位置特殊性、設施農業使用的設施既有電子自動控制系統又有低壓電氣系統導致其雷電防護的復雜性、設施農業工作人員雷雨天氣生產作業遭受雷擊的可能性,導致設施農業雷擊事故時有發生,造成了人員和財產損失,影響了設施農業效益發揮。

4.1.2 對南部高原地區蟲草采挖的影響 每年的4月到6月，高原積雪消融，姍姍來遲的春風吹散了高原漫長的冬季，萬物開始復蘇，隨之進入蟲草采挖季。黃南州南部地處青藏高原腹地，夏季強對流天氣旺盛，生產活動多，人員流動大，特別是蟲草采挖期時常出現雷電致人傷亡事件，對人民群眾生命財產帶來較大損失。造成人畜傷亡等損失、影響較大，為地方政府、社會各界和公眾所關注。

4.2 雷電防御對策

4.2.1 加強雷電監測，提高預報預警能力 加強雷電監測技術、雷電致災機理、雷電災害調查鑒定和防護技術研究，強化核心技術的攻關克難，推進氣象災害防御技術方法的引進和轉化應用工作。建設覆蓋整個黃南及其周邊地區的雷電定位探測網，利用已建的自動氣象站觀測網及天氣雷達，建立綜合監測資料處理中心，開發研制適合黃南氣候特點的雷電監測預警綜合平臺，建立監測、傳輸、預警、保障、備份等系統有機組成、相互協調、快速響應的雷電監測預警系統，達到實時監測、提前預警、及時發布、快速響應，最大限度減少黃南地區因雷電災害所造成的生命和財產損失，并為未來在黃南雷電預警的進一步研究開發建立必要的技術手段。

4.2.2 加強宣傳提高雷電災害防御的意識 加強雷電宣傳制度建設，開展雷電宣傳科普工作調研，強化在新形勢下聯合主流媒體擴大雷電宣傳科普傳播覆蓋面研究，尋求更有效的途徑和辦法。做好雷電預報預警信息發布和雷電防災減災的宣傳與科普工作。聯合媒體、電信、移動等平臺，及時做好信息發布服務提示和科學解釋工作。圍繞世界氣象日、全國防災減災日等主題日，積極組織策劃雷電宣傳科普活動,從源頭上將雷電災害隱患控制在最低范圍。

4.2.3 改善生態環境，減少雷電災害 在北部河谷地區大面積種植花草樹木，南部高原牧區調整畜群結構，充分利用夏季草場的牧草優勢，適時轉場輪牧，發展季節性畜牧生產，增加植被覆蓋率，縮小下墊面的熱力差異，擾亂強對流發生，減少雷電發生幾率。在雷電多發地帶，調整產業發展結構，增種抗災能力和恢復能力強的作物。

4.2.4 持續開展防雷檢測 為了保障黃南州農木業生產安全運行，重視防雷檢測工作，制定針對性的檢測方案。嚴格按照有關防雷電技術規范，為黃南州農牧業的安全生產提供有力的技術支持和安全保障。

5 結論

通過以上對黃南州雷電月分布特征、雷電強度及持續時間的分析可以得到如下初步結論：

（1）從2019年的雷電日地閃次數統計結果來看，主要集中在6～8月，占全年總地閃次數的68.4%，而7月最多達2486次，12月到次年3月無雷電活動發生。

（2）本文雷電持續時間是以6小時內10分鐘5次作為計數的，可以得出黃南雷電的大體特點。得出雷電強度指數與雷電持續時間呈正指數相關關系，這表明雷電強度越強，雷電持續時間越長。

（3）黃南州主要以農牧業為主，雷電災害的頻發可能對蟲草采挖和設施農業等造成嚴重的人員傷亡和經濟損失。調整畜群結構，通過增加植被覆蓋率，降低雷電的發生幾率。