甘南州雷電特征及防雷管理工作思考

趙蘭芳 畢英 王濤

摘要 主要論述了甘南州雷電特征，利用氣象觀測資料，圍繞雷暴的時間、空間變化和閃電的時間、空間變化進行了具體描述，得出雷暴和閃電在甘南州的分布和變化特點，并總結州防雷安全工作情況，以供參考。

關鍵詞 甘南州；雷電特征；防雷管理

中圖分類號：P429 文獻標識碼：B 文章編號：2095–3305（2023）07–0302-03

雷電作為一種自然的放電現象，因其瞬間電壓極高，釋放電流極大，釋放時間極短，危害性強成為氣象部門進行數據監測、預警預報的重點[1]。甘南藏族自治州（以下簡稱甘南州）位于青藏高原、黃土高原和隴南山地的過渡帶，大部分地區海拔在3 000 m以上，有多種地形地貌，山地、河流、湖泊和草原均有分布，地方性天氣明顯，屬于西北地區雷暴活躍的地區之一，甘南州屬于多雷區。甘南州大部分地區年均雷暴日數超過38 d，是甘肅省年均雷暴日數較多的地區。隨著甘南州經濟發展速度的加快，各類高層建筑增多，電子通信設備普及度上升，雷電導致的災害性事件發生概率提高，因此研究甘南州雷電特征，為防雷管理工作提供科學依據顯得十分必要[2]。

1 甘南州雷電的分布特征

1.1 雷暴空間的分布特征

甘南州海拔越高的地方，年均雷暴日數越多，靠近青藏高原的瑪曲縣、碌曲縣至東北部的合作地區為雷暴的多發地區，其中海拔最高的瑪曲縣年均雷暴日數最多，年均雷暴日數可達

62.4 d，合作市年均雷暴日數次之，為59.8 d，碌曲縣為51.6 d。東南部海拔較低的迭部縣和舟曲縣雷暴日數相對較少，迭部縣年均雷暴日數為39.9 d，舟曲縣作為甘南州海拔最低的地區，年均雷暴日數最少僅為30.2 d。甘南州年均雷暴日數達52.0 d，造成甘南州多雷的主要原因是受到青藏高原的影響，海拔高，地形復雜，強對流天氣多發。

甘南州各地雷暴平均初、終日出現日期差異較大，絕大部分地方的平均雷暴初日在3月20—30 日之間，終日在10月中下旬。舟曲和夏河的初終日間數分別為182和181 d，其余各地均在200 d以上，最多的是卓尼，為210 d。從各站最早初（終）日和最晚初（終）日數據來看（表1），各地雷暴初日年際間差異較大，其中合作、夏河、舟曲最早雷暴初日和最晚雷暴初日之間相差32～60 d，其余各地則相差90～120 d，臨潭站相差最大，為120 d。終日年際間差異相對較小，基本最早終日和最晚終日相差30～60 d。

1.2 雷暴的時空變化特征

1.2.1 雷暴的年際變化 甘南州1983—1999年平均雷暴日數呈現震蕩下降趨勢，2000年以后則以負距平為主。其中，20世紀80年代末至90年代初雷暴相對多發。分析甘南州8個氣象站雷暴日數的年際變化趨勢可知，甘南州各站年均雷暴日數近年來呈現下降趨勢，其中瑪曲縣下降趨勢最明顯，為-7.8 d/10年，這與甘肅省近年來年均雷暴日數下降趨勢一致。結合甘南州年平均氣溫和降水量資料，雷暴日數的變化和溫度、降水量的年際變化具有相關性，年均雷暴日數與溫度呈負相關，與降水變化呈正相關。如1983—1992年的降水量偏少為1.3%，氣溫距平為-0.15 ℃，雷暴日數距平為-1.26 d；1993—2002年的降水偏少1.5%，氣溫距平為0.27 ℃，雷暴日數距平為-0.24 d；2003—2013年降水偏幅為0.6%，氣溫距平為0.9 ℃，雷暴日數距平為-14.1 d。這說明隨著氣溫升高，降水量減少，年均雷暴日數也隨之減少。2003年以后，降水量增多，氣溫逐年升高，但雷暴日數減少得最多，所以氣溫升高對雷暴日數的減少影響更為顯著。

1.2.2 雷暴的季節變化 甘南州雷暴天氣多發生于春夏秋3個季節，夏季是雷暴日數最多的季節，夏季雷暴日數約占全年雷暴總日數的57.2%，春季和秋季雷暴次數分別占全年雷暴總次數的26%和16.3%。除了舟曲地區，其余各地春季雷暴日數在11 d以上，瑪曲縣春季平均雷暴日數達到15.9 d，合作和臨潭地區的平均春季雷暴日數分別為14.4和14.1 d。舟曲縣春季平均雷暴日數為9.2 d。迭部縣和舟曲縣春季雷暴次數占全年總雷暴次數的30%左右，其余各地在22.3%～28.5%之間。夏季平均雷暴日數在16.8～36.9 d之間，合作地區夏季平均雷暴日數達36.9 d，舟曲縣最少為16.8 d。各地夏季雷暴次數占全年總次數的比重均在50%以上，其中夏河夏季雷暴次數占全年總次數達62.9%。秋季全州各地雷暴日數在4.1～11.6 d之間，瑪曲秋季平均雷暴日數最多，為11.6 d，合作地區次之，為10.2 d，其余地方的秋季雷暴日數未超過10 d。秋季各地雷暴次數占全年總次數的比重為13.8%～18.2%。

1.2.3 雷暴的月變化和旬變化 甘南州雷暴活動月變化呈現單峰型，7月份雷暴活動最頻繁，雷暴次數占全年總雷暴次數的20%左右，其次是5、6、7和8月。5—8月雷暴次數占全年雷暴次數的85%，3、10、11月的雷暴次數占全年雷暴次數的14.2%，這與青藏高原的閃電活動季節變化的特征及空氣加熱過程和濕度年周期變化相關。夏季溫度和濕度為對流提供了充足的熱動力和大氣背景，有助于對流的形成和發展。從旬際變化角度來看，5—8月間每月都有一個雷暴高發期，自5月上旬開始，甘南州雷暴日數逐漸增加，5月下旬至6月上旬是顯著的多雷期，6月中旬雷暴日數減少，6月下旬至7月下旬是一年中的雷暴高發期，6月下旬和7月下旬雷暴日數占全年雷暴次數的7%左右。8月份的高發時段為8月下旬，9月開始后雷暴日數逐漸減少。

1.2.4 雷暴的日變化 甘南州雷暴午后多雷暴，12：00～20：00為雷暴盛發期，在此期間出現的雷暴次數占全天總次數的93%左右，自12：00開始雷暴次數顯著增加，其中14：00～15：00是雷暴出現的峰值時段，占全天總次數的30%左右。

1.3 閃電的分布特征

1.3.1 閃電頻次的時間分布特征 甘南州閃電活動出現的最早日期是2月10日左右，最晚結束期為11月20日左右，最大正閃電流強度為410 kA，最大負閃電流強度為-950 kA。2012—2022年10年間年均閃電出現次數為4 440次；2019年閃電出現次數最多，達到8 700次；2014年閃電活動頻次最低，為1 315次；2014年僅為2019年閃電出現次數的15%左右，這表明閃電頻次的年際變化顯著。2013年正閃次數占比為全年閃電次數的43%，2018年負閃次數占比為全年閃電次數的85.4%。2012—2022年10年間正閃總次數為972次，占總閃電次數的21.9%，負閃為3 470次，占總閃次數的78.1%。由此可見，負閃出現頻率遠遠超過了正閃，是正閃次數的3.5倍左右，即每出現3.5次負閃才會出現1次正閃。這主要是因為雷暴云是上正下負的電荷結構，當其對地面進行放電時，位于下部的負電荷距離地面近，更容易放電。

從閃電月變化角度來看，正閃、負閃和總閃次數的月變化呈現單峰型，1和12月基本全州沒有出現閃電，2月開始出現閃電，4月開始閃電次數逐步增加，8月是閃電頻次的明顯峰值，占總閃電次數的31.4%，9月開始閃電次數大幅度減少，閃電頻次達到6? 130次，占總閃電次數的15.4%，10月閃電活動次數繼續減少。可見一年之中閃電活躍期為4—10月，與本地汛期重合，由于正處于春夏之交一直持續到深秋，降水、溫度、日照等方面因素影響導致閃電活動頻發，該時段的閃電頻次占總閃電頻次99%以上[3]。

從日變化角度來看，甘南州閃電活動出現在各個時段，呈現單峰型變化。主要集中在13：00～24：00之間，以負閃為主，該時段共出現34 450次閃電，占全天閃電頻次的88%，其中負閃達到27 400次，占該時段閃電總頻次的79.6%，閃電活動在18：00～19：00達到高峰，占全天閃電頻次比重為10%。03：00～13：00是一天之中閃電活動頻次相對較低的時段，其中08：00～09：00是閃電頻次最低的時段，僅為55次，閃電活動頻次最高時段是最低時段的90倍左右。閃電集中出現于13：00～24：00是由于太陽輻射加熱導致大氣層構不穩定，從而容易產生對流天氣[4]。

1.3.2 閃電強度的時間變化特征 2012—2022年甘南州閃電平均強度為54 kA，負閃平均強度為-47 kA，正閃平均強度為60 kA。閃電活動中電流強度未超過50 kA的閃電次數占總次數的70%，強度在50～100 kA的占總次數的24.5%，強度在100～150 kA的閃電占總次數的3.7%，強度在150 kA以上的占1.8%。負閃最大值一般在7月間達到頂峰，強度為-950 kA，4—6月及9月的負閃強度范圍在-500 kA左右，2月和11月負閃強度則基本在-500 kA以下。正閃最大值除了2、3和9月，其他月份的正閃強度范圍都在350 kA左右，總閃最大值和負閃最大值變化相似，都是在7月達到峰值。總閃平均值、正閃平均值、負閃平均值變化趨勢相似，均為單峰型，最大峰值出現在10：00～11：00之間，總閃平均值為113 kA，正閃平均值為119 kA，負閃平均值為-106 kA。

1.3.3 閃電的空間分布特征 因為甘南州地形復雜，所以閃電活動在空間上分布差異較大。就閃電頻次而言，是自北向南增多，自東向西增多，西南地區的閃電頻次顯著多于東北地區，閃電活動高發區在瑪曲縣西部及南部、碌曲縣、夏河縣南部和卓尼縣西南部，這與相關地區的地形地貌、強輻射及對流性天氣有關，合作市、臨潭縣、舟曲縣、迭部縣閃電活動相對不頻繁。就閃電強度而言，負閃強度和總閃強度在空間分布上基本一致，正閃強度則略有不同，高值小，高值中心出現在總閃高值發生偏少的區域。閃電強度高值區主要分布在瑪曲、碌曲和夏河地區。閃電強度空間分布特征為東低西高，正閃、負閃電流強度絕對值大部分在0～100 kA之間。

2 甘南州防雷管理工作的思考

2.1 嚴格開展防雷執法檢查

針對易燃易爆場所、危化生產企業等防雷安全隱患較大單位定期開展防雷安全專項檢查執法。通過現場查看，調閱資料和仔細詢問等方式了解單位具體防雷工作開展情況，檢查企業防雷裝置年檢報告，查看防雷裝置設施維修保養情況，壓實防雷主體責任，審查防雷安全制度是否完善，有無定期進行安全培訓，應急預案是否得到落實。檢查人員應對檢查中出現的問題及時提出整改建議，要求企業在規定期限做好整改，會不定期抽查，對拒不整改或整改不到位的企業采取相應的處罰措施。在后續防雷安全工作中，要通過嚴格的執法檢查，不斷強化有關單位防雷安全責任意識，層層落實防雷安全工作職責，切實做好甘南州防雷減災工作[5-9]。

2.2 建立防雷安全監管工作部門聯動機制

甘南州建立并完善了各部門聯合審批、檢查、執法、宣傳、培訓的防雷安全監管機制。氣象部門聯合建設部門、發改委、安監部門和消防部門等做好有關防雷項目審批工作，建立聯審機制，進行綜合執法并及時通報檢查情況。與安監、消防、建設等部門加強信息共享，建立了《甘南藏族自治州易燃易爆場所防雷重點單位名錄庫》。甘南州形成了政府統一領導，為部門各司其職、齊抓共管、綜合治理的防雷安全監管工作格局提供了制度保障，制定了防雷安全監管工作聯席會議制度，氣象部門負責召開聯席會議，由州安監局、住建局、教育局、旅游局、消防支隊等部門分管人員參加，聯席會議舉行頻次為每年一次，會議主要研究制定防雷安全監管工作措施，協調解決防雷安全監管工作中的重大問題；組織和協調全州防雷安全執法工作；指導和督促全州各有關單位和企業，明確防雷安全主體責任，強化信息溝通與協調，確保防雷安全監管工作信息渠道暢通[10-13]。

2.3 加強防雷科普宣傳

在進行防雷安全檢查時向企業管理人員等講解防雷知識，防雷法律法規以及示范全國防雷減災綜合管理服務平臺的操作使用。深入農牧區開展防雷減災科普宣傳，在現場回答群眾提問，耐心講解，發放雷電防護藏漢雙語宣傳資料、防雷防災減災科普掛圖等，強化農牧區群眾防災減災意識，提升了廣大牧民群眾的防災避險自救能力[14-16]。

3 結束語

甘南州的雷電特征主要是年均雷暴日數隨海拔的增加而增加，瑪曲縣年均雷暴日數最多，多年年均雷暴日數呈現下降趨勢，溫度和降水量變化對雷暴日數的變化產生影響；州各地雷暴平均初、終日和初終日間日數的差異較大，但各地雷暴初終日間數的變化不明顯；夏季是雷暴日數最多，春季次之；雷暴活動月變化呈現單峰型，7月份雷暴活動最頻繁；一天之中的12：00～20：00為雷暴盛發期。

2012—2022年間10年間年均閃電出現次數為4 440次，正閃次數少于負閃次數；正閃、負閃和總閃次數的月變化呈現單峰的型；閃電出現時段集中在13：00～24：00之間；閃電平均強度為54 kA，負閃平均強度為-47 kA，正閃平均強度為60 kA；閃電頻次自北向南增多，自東向西增多，西南地區的閃電頻次顯著比東北地區多；負閃強度和總閃強度在空間分布上基本一致，正閃強度則略有不同。

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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