青海地區雷電災害的時空分布與災害特征研究

摘 要：基于1981—2020年青海地區雷電災害數據，系統分析了時空分布特征和災害特點。結果表明，青海地區雷電災害存在明顯的時間和空間分布規律：時間上，2001—2010年是40年間雷電災害次數最多的時間段，2003年達到峰值；雷電災害主要集中在5—9月，以7月為峰值；空間上，西寧市、玉樹藏族自治州和海東市是雷電災害的高發區。災害特征分析顯示，一般級別的雷電災害占比最高，達63.96%；2001—2010年是雷電災害造成人員傷亡和經濟損失最嚴重的時期。

關鍵詞：青海地區；雷電災害；時空分布；災害特征

中圖分類號：P427.3 文獻標志碼：B 文章編號：2095–3305（2024）12–0-03

作為一種常見的自然現象，雷電不僅會對人類生命財產安全構成威脅，還會對社會經濟發展造成重大影響[1-2]。隨著全球氣候變化和城市化進程的加速，全球多地雷電災害的發生頻率和強度呈現上升趨勢，其影響范圍也不斷擴大[3]。因此，深入研究雷電災害的時空分布規律和災害特征，對提高防災減災能力、降低災害風險具有重要意義[4]。

1 文獻綜述

近年來，國內外學者針對雷電災害開展了大量研究，主要集中在不同地區雷電災害的時空分布規律、影響因素和監測預警等領域。

達鵬奎等[5]研究了青海省1981—2020年的雷電災害的時空分布規律、經濟損失和人員傷亡情況；研究發現，青海省的雷電災害發生次數在年際間呈先增加后減少的趨勢，尤以1997—2011年最多，且隨年代的推移，人員傷亡和財產損失先增加后減少；5—9月的雷電災害發生頻率最高；提出了針對雷電災害的主要防御措施：建立防雷設施、避免戶外活動、減少使用電子設備等。周爽等[6]通過應用EOF分析方法、線性回歸、小波分析等方法，對1958—2013年河北省的雷暴日數進行了系統的時空分布特征分析。研究顯示，河北省年雷暴日數總體呈現下降趨勢，變化速率為-1.8 d/10年，且1997年后下降趨勢更為顯著。雷暴日數的年變化可分為較多、中等、較少三個階段，且存在28年、3年的顯著周期性變化；在空間分布上，河北省雷暴日數呈現北多南少的特點，其中北部的承德、秦皇島、唐山、張家口等城市年雷暴日數較多，而南部城市相對較少。

王佩等[7]通過分析南嶺地區2018—2022年的雷電數據和地形信息，研究了雷電活動與地形之間的關系，并提出了針對該地區的具體建議。研究表明，南嶺地區的雷電活動頻繁，在空間上分布相對均勻，沒有明顯的活躍區域；海拔對不同強度等級的雷電活動具有明顯的影響；Ⅰ級（弱）雷電在低山地區活動更活躍，Ⅱ級（中等）雷電在丘陵地區活動更活躍，Ⅲ級（強）、Ⅳ級（極強）雷電則在平原地區更為活躍；雷電的強度等級與坡度有關系，但其隨著雷電強度的增強而越發不明顯，Ⅰ級（弱）、Ⅱ級（中等）、Ⅲ級（強）雷電易發生在陡坡，同時Ⅳ級（極強）雷電在所有坡度發生的概率相同。黃哲浩[8]通過收集和分析變電站和氣象站的雷電探測器數據，探討了雷電活動的聚集趨勢和雷云軌跡變化規律。研究發現，在30 min的時間跨度內，雷電活動的聚集趨勢最為明顯，且雷云移動軌跡較為連續；通過像素化處理和對比連續時段的雷電數據像素圖，有效預測了雷云覆蓋區域并提供雷電預警，并指出盡管該模型的預測效果有限，但其優點在于只需利用廣泛分布的雷電探測器的數據，具有較好的普適性和低成本。

青海省作為我國西部重要的生態屏障和資源富集區，其特殊的地理位置和復雜的地形地貌使該地區成為雷電災害的多發區[9]。而當前關于青海地區雷電災害的系統性研究較少，尤其是長時間序列的災害分布特征和影響分析尚未得到充分關注。鑒于此，選取1981—2020年的青海地區雷電災害數據從時間和空間兩個維度深入探討了雷電災害的分布規律，并詳細分析了災害等級和損失情況，旨在為青海地區雷電災害防御提供科學依據。

2 研究區概況

青海省位于我國西部地區，地理坐標介于89°35′～

103°04′E、31°9′～39°19′N之間，總面積72.23萬km2，

北部和東部與甘肅省相接，西北部與新疆維吾爾自治區相鄰，南部和西南部與西藏自治區相連，東南部與四川省接壤。青海省地勢由西向東傾斜的趨勢，南部和北部較高，中部較低，平均海拔3 000 m 以上，絕大部分地區的海拔為3 000～5 000 m。青海省屬高原大陸性氣候，年平均氣溫為-5.1～9.0 ℃，全省年降水量由東南向西北逐漸減少，絕大部分地區年降水量在

400 mm以下，祁連山區年降水量為410～520 mm，平均年輻射總量可達5 860～7 400 MJ/m2，日照時數為

2 336～3 341 h，東部農業區無霜期為3～5個月，其他地區僅1～2個月。

3 材料與方法

3.1 研究材料

雷電災害數據來源于青海省氣象災害防御技術中心，數據主要包括1981—2020年共計40年間的雷電災害發生的時間、地點、災害損失等信息。

3.2 研究方法

使用Excel對雷電災害進行整理；按年、月匯總雷電災害情況，分析青海地區雷電災害的時間分布，按地區匯總雷電災害情況，分析青海地區雷電災害的空間分布；按災害等級、傷亡人數、經濟損失匯總雷電災害情況，分析青海地區雷電災害特征。

4 結果與分析

4.1 青海地區雷電災害的時間分布

1981—2020年青海地區雷電災害的年分布情況（表1）所示，1981—1990年的雷電災害次數較少，僅在1983年、1985年、1986年、1988年各發生1次；1991—2000年的雷電災害次數較前10年有所增加，共發生雷電災害33起，多發生在1997—2000年；2001—2010年是40年間雷電災害次數最多的時間段，2003年達到峰值，為36次；2011年以后，青海地區雷電災害次數有所減少，2012年后減至10次以下。

青海地區雷電災害的月分布情況（表2）呈現出先升高、達到峰值，然后降低的單峰型變化趨勢。1—4月的雷電災害次數保持在較低水平，占比僅為3.15%；5月，雷電災害次數開始急劇增加，高達48次，占比16.84%；隨后持續增加，至7月達到峰值，雷電災害次數為78次，占比27.37%；此后逐漸減少，進入11月后不再有雷電災害發生。

4.2 青海地區雷電災害的空間分布

青海地區雷電災害的空間分布（表3）顯示，西寧市的雷電災害次數最多，為73次，占比25.80%；其次為玉樹藏族自治州和海東市，雷電災害次數分別為45次和44次，占比分別為15.90%和15.55%；海北藏族自治州、黃南藏族自治州、果洛藏族自治州、海南藏族自治州的雷電災害次數相近，為23～29次；海西蒙古族藏族自治州的雷電災害次數最低，僅為18次，占比6.35%。

4.3 青海地區雷電災害的特征分析

青海地區雷電災害的災害等級（表4）以一般雷電災害較多，為181次，占比為63.96%；其次為較大雷電災害，為81次，占比為28.62%；嚴重雷電災害次數最少，為21次，占比為7.42%。

從青海地區雷電災害人員傷亡和經濟損失特征（表5）可以看出，青海地區雷電災害年均人員傷亡情況表現為2001—2010年最多，2011—2020年次之，1991—2000年較少，1981—1990年最少的變化特征，年均經濟損失也表現為該特征，這符合雷電災害次數的年變化規律。

5 結論與建議

5.1 結論

通過系統分析青海地區1981—2020年雷電災害數據，揭示了該地區雷電災害的時空分布特征和災害特點，得出以下結論。

（1）時間分布特征方面，青海地區雷電災害呈現明顯的年際和季節變化。2001—2010年是40年間雷電災害發生最頻繁的時期，而近年來災害次數有所減少。季節分布上，雷電災害主要集中在5—9月，7月為發生頻次的峰值月份，這與青海地區夏季強對流天氣頻發的氣候特征相吻合。

（2）空間分布特征方面，雷電災害在青海省各行政區域分布不均。西寧市、玉樹藏族自治州和海東市是雷電災害的高發區，3地合計占全省災害總次數的57.25%；這種分布可能與地形、氣候條件、植被分布情況、人口密度等因素的差異有關。

（3）災害等級特征方面，一般級別的雷電災害占比最高（63.96%），其次是較大級別（28.62%），嚴重級別的占比最低（7.42%），這一結構反映了青海地區雷電災害的整體強度分布，為防災減災工作的重點方向提供了參考。

（4）災害損失特征方面，2001—2010年是雷電災害造成人員傷亡和經濟損失最嚴重的時期，這與該時期災害發生頻次高度相關；近年來，雖然災害次數有所減少，但年均傷亡人數和經濟損失仍保持在較高水平，表明雷電災害的破壞力不容忽視。

5.2 建議

基于上述結論，提出以下建議：一是加強雷電災害監測預警系統建設，針對雷電災害的季節性特征，在5—9月高發期加大監測力度，提高預警的精準度和時效性；二是制定差異化的防災減災策略，考慮到雷電災害的空間分布不均，應針對西寧市、玉樹藏族自治州和海東市等高發區制定更為嚴格和具體的防護措施；三是增強公眾防災意識和應對能力，雖然一般級別的雷電災害占比最高，但其潛在危害不容忽視，應加強公眾教育，增強全民防災意識和提高自救互救能力；四是加強跨部門協作，建立氣象、應急管理、農業等部門聯動機制，提高雷電災害的綜合防御能力；五是深化雷電災害機理研究，與相關高校、科研院所等科研單位合作，結合青海地區特殊的地理環境和氣候條件，深入研究雷電災害的發生機制，為更精準地預測和防御提供科學支撐。

參考文獻

[1] 袁湘玲，王振會，肖穩安，等.雷電災害潛在與現實易損性分析及區劃研究：以黑龍江省為例[J].災害學，2011，26（1）： 20-25.

[2] 汪志紅，王斌會.投影尋蹤技術在突發事件風險分類評級中的應用：以廣東省雷電災害風險評價為例[J].災害學， 2011，26（3）：78-82.

[3] 夏雪，金勇根，段和平，等.江西省雷災災情和閃電活動時空分布特征及災情等級劃分研究[J].自然災害學報，2022， 31（2）：252-260.

[4] 張宏建.1951—2000年烏海市雷電災害的時空分布特征[J].農業災害研究，2024，14（4）：302-304，307.

[5] 達鵬奎，張歡，楊雪，等.青海省近40年雷電災害時空分布規律[J].青海科技，2023，30（5）：152-156.

[6] 周爽，李貴玲，吳丹，等.1958—2013年河北雷暴日數的時空分布特征分析[J].農業災害研究，2024，14（2）：136-139.

[7] 王佩，宋楠.基于雷電強度分級的南嶺地區雷電活動與地形關系研究[J].湘南學院學報，2024，45（5）：25-30.

[8] 黃哲浩.基于單一數據的雷電移動趨勢分析[J].河北電力技術，2024，43（5）：77-82.

[9] 羅少輝，汪家鵬，金欣，等.基于主成分分析和結構方程模型的青海高原雷電環境特征[J].災害學，2023，38（4）：94-98， 203.

收稿日期：2024-09-10

作者簡介：楊俊鵬（1982—），男，河南南樂人，工程師，研究方向為氣象服務與應用氣象。