中圖分類號:P427.3 文獻標志碼:B 文章編號:2095-3305(2025)05-0257-0
森林火災是嚴重的自然災害之一,其起火原因可分為自然和人為兩類。近年來,隨著人為火險管理措施的不斷完善,人為因素引發的森林火災已得到有效控制。氣象條件和氣候變化(如氣溫、濕度、風速、降水、雷云放電等)是自然森林火災的主要致災因素,其中雷電引發的火災比例顯著增加。根據四川涼山彝族自治州(以下簡稱涼山州)木里縣森林防火指揮部提供的數據,2001一2023年,雅襲江流域的卡拉鄉、三桷埡鄉、雅襲江鎮、保波鄉和白碉鄉等地區因雷擊引發的森林火災達35次。由于雷電活動逐漸增強,許多原本少雷區轉變為多雷區,雷擊森林火災的防控形勢日益嚴峻,尤其是2019年3月30日涼山州木里縣雅襲江鎮立爾村因雷擊發生重大森林火災的事件。受風速風向瞬間突變影響,此次事件共造成30名消防人員遇難及重大經濟損失[1]。因此,研究雷電活動的時空特征,對于森林防火工作具有重要意義。
1地理環境特征
木里縣地處涼山州西北部,全縣面積 13252.7km2 占涼山州面積的 22% ,居全省第三位,境內森林覆蓋率為 47% ,居四川省各縣之冠。地處青藏高原東南緣,橫斷山脈終端,是云貴高原與青藏高原的過渡地帶。全縣整個地勢南傾,主要河流為水洛河由北而南流入金沙江,無量河由北向南流入雅襲江[2。并與4條南北向的山脈相間排列。木里縣地貌的主體屬于典型的高山、山原、峽谷地貌。
雅襲江是典型的高山峽谷型河流,流域地勢北高南低,向南傾斜。雅襲江流域木里段為雅襲江流域下游段,流經木里縣博窩鄉、雅襲江鎮、卡拉鄉、白碉鄉、三桷埡鄉、保波鄉。雅襲江流域內氣候條件十分復雜,雅襲江流域木里段屬于干濕分明的亞熱帶季風性氣候區,該地區主要的氣候表現為同一地區山上陰濕多雨、氣溫低,河谷晴干少雨、氣溫高,由此形成了“一山有四季,十里不同天”的氣候特征。
2氣候背景及氣象要素條件
2.1 氣候背景
木里縣境內屬亞熱帶氣候區。受地理位置和大氣環流影響,全境為暖溫帶半濕潤季風型氣候,冬暖干燥,夏涼潤濕。據氣象部門統計資料,木里縣歷年平均氣溫 14.1qC ,歷年極端最高溫度 34.2°C ,歷年極端最低溫度 -5.4°C 。年平均降雨量 816.9mm ,雨季集中在6—9月。年平均雷暴日數為61.2d,屬高雷暴區。雨季一般開始于5月下旬末至6月上旬,結束于10月上旬末。主要氣象災害有暴雨、冰雹、雷暴、大風、寒潮和干旱等。
2.2 天氣系統
木里縣屬亞熱帶季風氣候區,受大氣環流影響,降水的季節變化很大。涼山州大氣環流模態呈現顯著季節分異特征,在夏半年一般以西風環流和西太平洋副熱帶高壓環流的協同支配為主,在冬半年以西風南支環流為主導。主要降水系統如下:
(1)南亞高壓。南亞高壓,又稱青藏高壓,5月位于印度半島,6一7月北上青藏高原,其西北氣流引導經川西高原進入木里縣,造成對流天氣。8月繼續北上或者東西擺動,9—10月南退。
(2)副熱帶高壓。木里縣雨季始于5月印度季風爆發,與副高北抬密切相關。6月副高脊線穩定于 20°N 時,該縣處于高壓西緣,孟加拉灣西南暖濕氣流與蒙古冷空氣形成準靜止鋒,導致強降水。7月副高壓北推至 25°N ,青藏高壓與副高間形成切變輻合,進入主汛期并達全年最大降雨量。8月副高壓第三次北跳至 30°N ,受副高壓或青藏高壓控制,伏旱概率顯著增加。9月副高壓南撤至 25°N 以東,蒙古冷高壓南下,該縣處于副高西側與冷高壓后部過渡帶, 700hPa 層面西南季風殘余水汽與東南氣流交匯,形成秋季連陰雨天氣。
(3)高原低值系統。高原低值系統主要有高原低壓槽、低渦、切變線等系統隨著副高減弱東南退而東移加強,5一9月以切變線出現最多,以上是造成木里縣夏季重大降水天氣過程的關鍵系統。
(4西南低渦(九龍西南渦)。西南低渦是因為青藏高原地形影響和西南急流和熱力條件的共同作用下,在甘孜州九龍縣附近的氣旋曲度增強,從而形成低渦,一般出現在4一9月,體現為暖性氣旋,這是造成涼山地區在夏天出現重大降水天氣過程的重要影響系統之一。
(5)南支槽。5月及9一11月,木里縣受到印度洋暖濕的西南氣流北上與青藏高原冷空氣共同影響,同時受到南支槽的引導,可造成降水天氣。
2.3 天氣系統的移動路徑
影響木里縣境內雅襲江流域的天氣系統移動路徑主要有以下2條:
一是西北路徑。受南亞高壓、高原低值系統或西南低渦(九龍西南渦)影響,對流云團主要沿川西高原沙魯里山脈和大雪山脈侵入影響(從甘孜州九龍縣沿東緣山兩側的雅襲江低洼河谷侵入影響)。
二是西南路徑。受南支槽前西南暖濕急流影響,對流云團沿麗江一鹽源侵入影響,由于木里縣地形的屏障作用,高的山脈對氣流的抬升、匯合作用,容易觸發雷暴對流云團。
2.4 雷暴云系統
雷暴云系統通常源于單體積雨云的發展演變或多體積雨云的復合疊加產生。其形成需要滿足3個關鍵氣象條件:大氣層結不穩定狀態、充足的水汽輸送及動力抬升機制的共同作用。其生命周期通常呈現3個階段特征:積云發展階段(氣團抬升主導)、成熟階段(對流混合增強)及消散階段(下沉氣流控制)。其水平范圍約十幾千米,云厚幾至十幾千米,持續時間幾十分鐘,符合小尺度天氣系統特征。當此類云系以離散形式存在時,常被歸類為普通單體雷暴(屬于弱對流天氣范疇),但其仍可通過短時強降水、局地冰雹等致災機理對特定區域造成顯著影響[3-4]
就影響木里縣的天氣系統移動路徑分析,雅襲江流域由于受高原低值系統或九龍西南渦影響,對流云團主要從甘孜州九龍縣沿東緣山兩側的雅襲江低洼河谷侵入影響。再者,雅襲江流域具備其合適的水汽條件,在特有地形地貌抬升的共同作用下,有利于對流云系在雅襲江流域森林山區進一步發展,生成雷暴云,產生雷暴天氣,造成雷電活動頻繁,地閃次數較多,增大了森林火災的發生概率。
3雷電活動的時空特征分析
數據主要來源于2018—2022年四川省雷電監測網采集的資料數據。利用四川省雷電監測資料統計程序對涼山州木里縣境域內逐年的閃電資料數據進行分析查詢篩選;對逐年閃電資料數據查詢篩選結果進行合并建立數據庫;基于ArcGIS軟件系統加載閃電數據和地理信息,確定顯示閃電出現的地理位置[5]。
通過對采集到的數據資料進行分析,涼山州木里縣境域內共發生閃電總數為35626次,其中,正閃數4810次,負閃數30816次;平均正閃強度 48.9424kA ,平均負閃強度
,最大正閃強度 443.878kA 最大負閃強度 -573.268kA ○
3.1 閃電頻度的時間分布特征
木里縣境閃電活動期幾乎全年可見,主要發生閃電活動為5—9月,其中雷電多發期為6—9月,約占雷電次數的 91.63% ;6月為雷電峰值高發期,約占雷電次數的 30.27% ;其余7、8、9月分別約占雷電次數的22.86% / 21.60% / 16.90% 。其余1一5月約占雷電次數的 6.59% ;10—12月約占雷電次數的 1.79% ○

一天當中雷電閃擊主要發生在14:00至翌日03:00,其中15:00\~23:00為雷電閃擊發生高發時段,17:00為雷電高峰值形態。

3.2閃電密度的分布特征
云地閃密度指單位面積上的年云地閃次數,直接反映了云地閃的空間分布特性[6-8]。高密度區域為云地閃多發區,云地閃發生的概率較高,造成雷電災害概率也較高;反之,低密度區域云地閃發生概率較低,造成雷電災害概率也較低[9-11]。通過ArcGIS10.2軟件,對雷電數據進行處理,得到雷電密度分布圖(圖3)。由圖3分析可得,雅襲江流域兩側區域雷電密度相較于其他區域,明顯偏高。

3.3歷年發生雷擊火的空間分布
根據木里藏族自治縣林業和草原局提供的2002—2023年木里縣境內發生的森林雷擊火事件,主要發生地為卡拉鄉、三桷埡鄉、雅襲江鎮、保波鄉、白碉鄉、屋腳鄉、博窩鄉、茶布朗鎮、依吉鄉、水洛鎮、后所鄉、唐央鄉、麥日鄉、列瓦鎮。根據對雷擊火數據進行分析,做出如下所示柱狀圖(圖4,柱狀圖可清晰反映各鄉鎮雷擊火發生比例,其中,卡拉鄉、雅襲江鎮和三桷埡鄉發生雷擊火占比分別為 26%.21% 和 11% ,這與地閃密度的高低存在正相關性。

4結論
通過對木里縣雅襲江的地理環境、氣候特征、天氣系統及其近五年的閃電時空特征分析,木里縣境域的列瓦鄉、芽祖鄉雷電密度最高,雷電發生的頻率高。其次,雅襲江流域木里段的唐央鄉、雅襲江鎮,卡拉鄉、三桷埡鄉(西北方向區域)、李子坪鄉等區域雷電密度相對較高,其雷電發生的頻率也相對較高。
(1)雅襲江流域木里段特殊的地理地形和氣候條件為雷暴云的形成提供了有利條件,導致該地區雷電活動頻繁。
(2)木里縣境內雷電活動主要集中在6一9月,尤其是6月為雷電高發期;雷電閃擊主要發生在14:00至翌日3:00,其中15:00\~23:00為雷電閃擊發生高發時段,17:00為雷電高峰值形態。2018—2022年木里縣境域內共發生閃電總數為35626次,其中正閃數4810次,負閃數30816次;平均正閃強度 48.9424kA 平均負閃強度
,最大正閃強度 443.878kA 最大負閃強度 -573.268kA 。
(3)根據木里縣境域近五年來閃電密度分布及雅襲江流域木里段歷年發生雷擊火事件匯總分析得出,高密度區域(唐央鄉、雅襲江鎮,卡拉鄉、三桷埡鄉、李子坪鄉等)的雷擊火災發生概率較高,地閃密度與雷擊火事件存在正相關性。研究為雅襲江流域林區森林防滅火和雷電防護設施建設提供了科學依據,未來應進一步加強雷電監測和預警系統的建設,以降低雷擊火災發生的風險。
參考文獻
[1]李兵,周劍,卜俊偉,等.木里縣森林火災原因分析及閃電監測資料應用[J].災害學,2021,36(3):125-130,159
[2]羅年忠.影響涼山州的主要天氣系統及天氣分析[J].四川氣象,2002(2):39-41.
[3]師正,曲凱悅,管嘯林,等.雷暴云微物理過程對云閃尺度影響的數值模擬研究[J].高原山地氣象研究,2024,44(4):74-80.
[4]馬瑞陽,鄭棟,姚雯,等.雷暴云特征數據集及我國雷暴活動特征[J].應用氣象學報,2021,32(3):358-369.
[5]羅可妮,張琨.基于三維閃電的涼山州森林火災高危區雷電活動特征分析[J].西昌學院學報(自然科學版),2022.36(2):71-73,108.
[6]姚勇,宋怡軒,張文超,等.成渝地區雷電活動時空分布特征研究[J].綠色科技,2024,26(10):1-6,26.
[7]時凱楠,溫秋霞.1991—2013年定南縣雷的時空分布特征及防治措施[J].農業災害研究,2024,14(4):305-307.
[8]夏一楠,魏光龍.濟南地區雷電活動的時空分布特征分析及其對農業生產的影響研究[J].農業與技術,2021,41(16):106-109.
[9]樊蘊馨,徐偉,莫麗.2009—2017年上海市雷電活動及災害時空特征研究[J].氣象科技進展,2019,9(6):35-39.
[10]劉佳,王麗媛,王璇,等.畢節市雷電活動特征及雷電易發性區劃[J].科技風,2017(20):115-117.
[11]胡穎,殷嫻,周清倩,等.云南省地震活動與雷電活動時空對比分析[J].貴州氣象,2017,41(4):24-29.