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(cè)資料，圍繞雷暴的時(shí)間、空間變化和閃電的時(shí)間、空間變化進(jìn)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(diǎn)，并總結(jié)州防雷安全工作情況，以供參考。

關(guān)鍵詞 甘南州；雷電特征；防雷管理

中圖分類號(hào)：P429 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）07–0302-03

雷電作為一種自然的放電現(xiàn)象，因其瞬間電壓極高，釋放電流極大，釋放時(shí)間極短，危害性強(qiáng)成為氣象部門進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、預(yù)警預(yù)報(bào)的重點(diǎn)[1]。甘南藏族自治州（以下簡(jiǎn)稱甘南州）位于青藏高原、黃土高原和隴南山地的過(guò)渡帶，大部分地區(qū)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(qū)雷暴活躍的地區(qū)之一，甘南州屬于多雷區(qū)。甘南州大部分地區(qū)年均雷暴日數(shù)超過(guò)38 d，是甘肅省年均雷暴日數(shù)較多的地區(qū)。隨著甘南州經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，各類高層建筑增多，電子通信設(shè)備普及度上升，雷電導(dǎo)致的災(zāi)害性事件發(fā)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(xué)依據(jù)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(shù)越多，靠近青藏高原的瑪曲縣、碌曲縣至東北部的合作地區(qū)為雷暴的多發(fā)地區(qū)，其中海拔最高的瑪曲縣年均雷暴日數(shù)最多，年均雷暴日數(shù)可達(dá)

62.4 d，合作市年均雷暴日數(shù)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(shù)相對(duì)較少，迭部縣年均雷暴日數(shù)為39.9 d，舟曲縣作為甘南州海拔最低的地區(qū)，年均雷暴日數(shù)最少僅為30.2 d。甘南州年均雷暴日數(shù)達(dá)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(fù)雜，強(qiáng)對(duì)流天氣多發(fā)。

甘南州各地雷暴平均初、終日出現(xiàn)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(shù)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(shù)據(jù)來(lái)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(duì)較小，基本最早終日和最晚終日相差30～60 d。

1.2 雷暴的時(shí)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(shù)呈現(xiàn)震蕩下降趨勢(shì)，2000年以后則以負(fù)距平為主。其中，20世紀(jì)80年代末至90年代初雷暴相對(duì)多發(fā)。分析甘南州8個(gè)氣象站雷暴日數(shù)的年際變化趨勢(shì)可知，甘南州各站年均雷暴日數(shù)近年來(lái)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中瑪曲縣下降趨勢(shì)最明顯，為-7.8 d/10年，這與甘肅省近年來(lái)年均雷暴日數(shù)下降趨勢(shì)一致。結(jié)合甘南州年平均氣溫和降水量資料，雷暴日數(shù)的變化和溫度、降水量的年際變化具有相關(guān)性，年均雷暴日數(shù)與溫度呈負(fù)相關(guān)，與降水變化呈正相關(guān)。如1983—1992年的降水量偏少為1.3%，氣溫距平為-0.15 ℃，雷暴日數(shù)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(shù)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(shù)距平為-14.1 d。這說(shuō)明隨著氣溫升高，降水量減少，年均雷暴日數(shù)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(shù)減少得最多，所以氣溫升高對(duì)雷暴日數(shù)的減少影響更為顯著。

1.2.2 雷暴的季節(jié)變化 甘南州雷暴天氣多發(fā)生于春夏秋3個(gè)季節(jié)，夏季是雷暴日數(shù)最多的季節(jié)，夏季雷暴日數(shù)約占全年雷暴總?cè)諗?shù)的57.2%，春季和秋季雷暴次數(shù)分別占全年雷暴總次數(shù)的26%和16.3%。除了舟曲地區(qū)，其余各地春季雷暴日數(shù)在11 d以上，瑪曲縣春季平均雷暴日數(shù)達(dá)到15.9 d，合作和臨潭地區(qū)的平均春季雷暴日數(shù)分別為14.4和14.1 d。舟曲縣春季平均雷暴日數(shù)為9.2 d。迭部縣和舟曲縣春季雷暴次數(shù)占全年總雷暴次數(shù)的30%左右，其余各地在22.3%～28.5%之間。夏季平均雷暴日數(shù)在16.8～36.9 d之間，合作地區(qū)夏季平均雷暴日數(shù)達(dá)36.9 d，舟曲縣最少為16.8 d。各地夏季雷暴次數(shù)占全年總次數(shù)的比重均在50%以上，其中夏河夏季雷暴次數(shù)占全年總次數(shù)達(dá)62.9%。秋季全州各地雷暴日數(shù)在4.1～11.6 d之間，瑪曲秋季平均雷暴日數(shù)最多，為11.6 d，合作地區(qū)次之，為10.2 d，其余地方的秋季雷暴日數(shù)未超過(guò)10 d。秋季各地雷暴次數(shù)占全年總次數(shù)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(dòng)月變化呈現(xiàn)單峰型，7月份雷暴活動(dòng)最頻繁，雷暴次數(shù)占全年總雷暴次數(shù)的20%左右，其次是5、6、7和8月。5—8月雷暴次數(shù)占全年雷暴次數(shù)的85%，3、10、11月的雷暴次數(shù)占全年雷暴次數(shù)的14.2%，這與青藏高原的閃電活動(dòng)季節(jié)變化的特征及空氣加熱過(guò)程和濕度年周期變化相關(guān)。夏季溫度和濕度為對(duì)流提供了充足的熱動(dòng)力和大氣背景，有助于對(duì)流的形成和發(fā)展。從旬際變化角度來(lái)看，5—8月間每月都有一個(gè)雷暴高發(fā)期，自5月上旬開(kāi)始，甘南州雷暴日數(shù)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(shù)減少，6月下旬至7月下旬是一年中的雷暴高發(fā)期，6月下旬和7月下旬雷暴日數(shù)占全年雷暴次數(shù)的7%左右。8月份的高發(fā)時(shí)段為8月下旬，9月開(kāi)始后雷暴日數(shù)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(fā)期，在此期間出現(xiàn)的雷暴次數(shù)占全天總次數(shù)的93%左右，自12：00開(kāi)始雷暴次數(shù)顯著增加，其中14：00～15：00是雷暴出現(xiàn)的峰值時(shí)段，占全天總次數(shù)的30%左右。

1.3 閃電的分布特征

1.3.1 閃電頻次的時(shí)間分布特征 甘南州閃電活動(dòng)出現(xiàn)的最早日期是2月10日左右，最晚結(jié)束期為11月20日左右，最大正閃電流強(qiáng)度為410 kA，最大負(fù)閃電流強(qiáng)度為-950 kA。2012—2022年10年間年均閃電出現(xiàn)次數(shù)為4 440次；2019年閃電出現(xiàn)次數(shù)最多，達(dá)到8 700次；2014年閃電活動(dòng)頻次最低，為1 315次；2014年僅為2019年閃電出現(xiàn)次數(shù)的15%左右，這表明閃電頻次的年際變化顯著。2013年正閃次數(shù)占比為全年閃電次數(shù)的43%，2018年負(fù)閃次數(shù)占比為全年閃電次數(shù)的85.4%。2012—2022年10年間正閃總次數(shù)為972次，占總閃電次數(shù)的21.9%，負(fù)閃為3 470次，占總閃次數(shù)的78.1%。由此可見(jiàn)，負(fù)閃出現(xiàn)頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了正閃，是正閃次數(shù)的3.5倍左右，即每出現(xiàn)3.5次負(fù)閃才會(huì)出現(xiàn)1次正閃。這主要是因?yàn)槔妆┰剖巧险仑?fù)的電荷結(jié)構(gòu)，當(dāng)其對(duì)地面進(jìn)行放電時(shí)，位于下部的負(fù)電荷距離地面近，更容易放電。

從閃電月變化角度來(lái)看，正閃、負(fù)閃和總閃次數(shù)的月變化呈現(xiàn)單峰型，1和12月基本全州沒(méi)有出現(xiàn)閃電，2月開(kāi)始出現(xiàn)閃電，4月開(kāi)始閃電次數(shù)逐步增加，8月是閃電頻次的明顯峰值，占總閃電次數(shù)的31.4%，9月開(kāi)始閃電次數(shù)大幅度減少，閃電頻次達(dá)到6? 130次，占總閃電次數(shù)的15.4%，10月閃電活動(dòng)次數(shù)繼續(xù)減少。可見(jiàn)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(xù)到深秋，降水、溫度、日照等方面因素影響導(dǎo)致閃電活動(dòng)頻發(fā)，該時(shí)段的閃電頻次占總閃電頻次99%以上[3]。

從日變化角度來(lái)看，甘南州閃電活動(dòng)出現(xiàn)在各個(gè)時(shí)段，呈現(xiàn)單峰型變化。主要集中在13：00～24：00之間，以負(fù)閃為主，該時(shí)段共出現(xiàn)34 450次閃電，占全天閃電頻次的88%，其中負(fù)閃達(dá)到27 400次，占該時(shí)段閃電總頻次的79.6%，閃電活動(dòng)在18：00～19：00達(dá)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(dòng)頻次相對(duì)較低的時(shí)段，其中08：00～09：00是閃電頻次最低的時(shí)段，僅為55次，閃電活動(dòng)頻次最高時(shí)段是最低時(shí)段的90倍左右。閃電集中出現(xiàn)于13：00～24：00是由于太陽(yáng)輻射加熱導(dǎo)致大氣層構(gòu)不穩(wěn)定，從而容易產(chǎn)生對(duì)流天氣[4]。

1.3.2 閃電強(qiáng)度的時(shí)間變化特征 2012—2022年甘南州閃電平均強(qiáng)度為54 kA，負(fù)閃平均強(qiáng)度為-47 kA，正閃平均強(qiáng)度為60 kA。閃電活動(dòng)中電流強(qiáng)度未超過(guò)50 kA的閃電次數(shù)占總次數(shù)的70%，強(qiáng)度在50～100 kA的占總次數(shù)的24.5%，強(qiáng)度在100～150 kA的閃電占總次數(shù)的3.7%，強(qiáng)度在150 kA以上的占1.8%。負(fù)閃最大值一般在7月間達(dá)到頂峰，強(qiáng)度為-950 kA，4—6月及9月的負(fù)閃強(qiáng)度范圍在-500 kA左右，2月和11月負(fù)閃強(qiáng)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(qiáng)度范圍都在350 kA左右，總閃最大值和負(fù)閃最大值變化相似，都是在7月達(dá)到峰值。總閃平均值、正閃平均值、負(fù)閃平均值變化趨勢(shì)相似，均為單峰型，最大峰值出現(xiàn)在10：00～11：00之間，總閃平均值為113 kA，正閃平均值為119 kA，負(fù)閃平均值為-106 kA。

1.3.3 閃電的空間分布特征 因?yàn)楦誓现莸匦螐?fù)雜，所以閃電活動(dòng)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(qū)的閃電頻次顯著多于東北地區(qū)，閃電活動(dòng)高發(fā)區(qū)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(guān)地區(qū)的地形地貌、強(qiáng)輻射及對(duì)流性天氣有關(guān)，合作市、臨潭縣、舟曲縣、迭部縣閃電活動(dòng)相對(duì)不頻繁。就閃電強(qiáng)度而言，負(fù)閃強(qiáng)度和總閃強(qiáng)度在空間分布上基本一致，正閃強(qiáng)度則略有不同，高值小，高值中心出現(xiàn)在總閃高值發(fā)生偏少的區(qū)域。閃電強(qiáng)度高值區(qū)主要分布在瑪曲、碌曲和夏河地區(qū)。閃電強(qiáng)度空間分布特征為東低西高，正閃、負(fù)閃電流強(qiáng)度絕對(duì)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(yán)格開(kāi)展防雷執(zhí)法檢查

針對(duì)易燃易爆場(chǎng)所、危化生產(chǎn)企業(yè)等防雷安全隱患較大單位定期開(kāi)展防雷安全專項(xiàng)檢查執(zhí)法。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)查看，調(diào)閱資料和仔細(xì)詢問(wèn)等方式了解單位具體防雷工作開(kāi)展情況，檢查企業(yè)防雷裝置年檢報(bào)告，查看防雷裝置設(shè)施維修保養(yǎng)情況，壓實(shí)防雷主體責(zé)任，審查防雷安全制度是否完善，有無(wú)定期進(jìn)行安全培訓(xùn)，應(yīng)急預(yù)案是否得到落實(shí)。檢查人員應(yīng)對(duì)檢查中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)提出整改建議，要求企業(yè)在規(guī)定期限做好整改，會(huì)不定期抽查，對(duì)拒不整改或整改不到位的企業(yè)采取相應(yīng)的處罰措施。在后續(xù)防雷安全工作中，要通過(guò)嚴(yán)格的執(zhí)法檢查，不斷強(qiáng)化有關(guān)單位防雷安全責(zé)任意識(shí)，層層落實(shí)防雷安全工作職責(zé)，切實(shí)做好甘南州防雷減災(zāi)工作[5-9]。

2.2 建立防雷安全監(jiān)管工作部門聯(lián)動(dòng)機(jī)制

甘南州建立并完善了各部門聯(lián)合審批、檢查、執(zhí)法、宣傳、培訓(xùn)的防雷安全監(jiān)管機(jī)制。氣象部門聯(lián)合建設(shè)部門、發(fā)改委、安監(jiān)部門和消防部門等做好有關(guān)防雷項(xiàng)目審批工作，建立聯(lián)審機(jī)制，進(jìn)行綜合執(zhí)法并及時(shí)通報(bào)檢查情況。與安監(jiān)、消防、建設(shè)等部門加強(qiáng)信息共享，建立了《甘南藏族自治州易燃易爆場(chǎng)所防雷重點(diǎn)單位名錄庫(kù)》。甘南州形成了政府統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，為部門各司其職、齊抓共管、綜合治理的防雷安全監(jiān)管工作格局提供了制度保障，制定了防雷安全監(jiān)管工作聯(lián)席會(huì)議制度，氣象部門負(fù)責(zé)召開(kāi)聯(lián)席會(huì)議，由州安監(jiān)局、住建局、教育局、旅游局、消防支隊(duì)等部門分管人員參加，聯(lián)席會(huì)議舉行頻次為每年一次，會(huì)議主要研究制定防雷安全監(jiān)管工作措施，協(xié)調(diào)解決防雷安全監(jiān)管工作中的重大問(wèn)題；組織和協(xié)調(diào)全州防雷安全執(zhí)法工作；指導(dǎo)和督促全州各有關(guān)單位和企業(yè)，明確防雷安全主體責(zé)任，強(qiáng)化信息溝通與協(xié)調(diào)，確保防雷安全監(jiān)管工作信息渠道暢通[10-13]。

2.3 加強(qiáng)防雷科普宣傳

在進(jìn)行防雷安全檢查時(shí)向企業(yè)管理人員等講解防雷知識(shí)，防雷法律法規(guī)以及示范全國(guó)防雷減災(zāi)綜合管理服務(wù)平臺(tái)的操作使用。深入農(nóng)牧區(qū)開(kāi)展防雷減災(zāi)科普宣傳，在現(xiàn)場(chǎng)回答群眾提問(wèn)，耐心講解，發(fā)放雷電防護(hù)藏漢雙語(yǔ)宣傳資料、防雷防災(zāi)減災(zāi)科普掛圖等，強(qiáng)化農(nóng)牧區(qū)群眾防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)，提升了廣大牧民群眾的防災(zāi)避險(xiǎn)自救能力[14-16]。

3 結(jié)束語(yǔ)

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

2012—2022年間10年間年均閃電出現(xiàn)次數(shù)為4 440次，正閃次數(shù)少于負(fù)閃次數(shù)；正閃、負(fù)閃和總閃次數(shù)的月變化呈現(xiàn)單峰的型；閃電出現(xiàn)時(shí)段集中在13：00～24：00之間；閃電平均強(qiáng)度為54 kA，負(fù)閃平均強(qiáng)度為-47 kA，正閃平均強(qiáng)度為60 kA；閃電頻次自北向南增多，自東向西增多，西南地區(qū)的閃電頻次顯著比東北地區(qū)多；負(fù)閃強(qiáng)度和總閃強(qiáng)度在空間分布上基本一致，正閃強(qiáng)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