齐齐哈尔市雷电灾害分析及防御对策.doc

第 26 卷 第 4 期2009 年 12 月黑 龙 江 气 象HEILONGJIANG METEOROLOGYVol.26No.4Dec. 2009文 章 编 号 ：1002252X(2009)04003203齐齐哈尔市雷电灾害分析及防御对策袁湘玲 1,2，宫翠凤 3，纪华 2(1.南京信息工程大学，江苏 南京 210044；2.齐齐哈尔市气象局，黑龙江 齐齐哈尔 161006；3. 山东省威海市气象局，山东 威海 264200)摘 要 ： 利 用 19592006 年 齐 齐 哈 尔 市 10 个气象观测站雷电日资料, 统计分析齐齐哈尔市区及 各 县 近 48 a 雷电日数空间分布及年变化 、季 节 变 化 、月 变 化 特 征 。 并 利 用 20052007 年 齐 齐 哈 尔 市雷电灾害统计资料与雷电日的时间分布特征进行比较分析 ，提出雷电灾害防御对策 。关 键 词 ：雷 电 ；灾 害 ；防 御中 图 分 类 号 ：TU895文 献 标 识 码 ：B1 引言雷电作为自然界 中发生的一种剧烈的灾害 性 天气 事件，不仅造成了人员伤亡 ，也给航空航 天 、国 防 、通 讯 、 计 算 机 、电 子 工 业 、电 力 、化 工 石 油 、邮 电 、交 通 、森 林 等国民经济的许多部门造成 重大经济损失 。雷电可使供配电 系 统 、通 信 设 备 、计算机信息系统中断 ，引 起 森 林 火 灾，击毁建筑物 ，火车停运 ，造成仓储 、炼油 厂 、油 田 等 燃 烧 甚 至 爆 炸 ，危害人民财产和 人 身 安 全 ，同 时 对 航 空 航天等运载工具威胁很 大 ，甚至影响军队的作战 。齐齐哈尔市为寒温带 、大陆性 、季风气候 ，属 于 雷 暴 多发区 。近年来雷电灾害造成的经济损失 和人员伤亡事 故日益严重 。 对雷电灾害进行调查 、统计、分 析 ，为 有 效 采取防雷减灾针对性措施提供科学依据 。2 齐齐哈尔市雷电日数的时空分布特征2.1 雷电日数的空间分布特征齐齐哈尔市位于黑龙江省西部的松嫩平原 上 ，西 侧 与大兴安岭东麓的丘陵地带相连 ，东部 是小兴 安 岭 余 脉 的浅山高平原地区 ，中部地 区是嫩江河谷地 带 。 从 齐 齐哈尔市 雷 电 日 数 空 间 分 布 图 中 （图 略 ）可发现其分布规 律，雷电 日最多的是位于小兴安岭余脉的高平原 区 域 的 拜 泉 县 29.6 次 ； 最少的是位于雅鲁河流域 的 龙江县 24.7 次。 雷电多发区集中在东西两侧 ，并由 南向北增多 。雷电的发生与地形有明显的关系 ，在丘陵和浅 山 区 雷 电日数多于平原地区 ，河 谷 地 带 雷 电 日 数 较 少 ，这 是 由 于雷雨云团进入较宽阔的河 谷时往往 会出现减弱的现象 造成的 。2.2 雷电日数的时间分布特征2.2.1 雷电日数的年际变化统 计 结 果 表 明 （见 图 1）雷电日数年际变化差异较 大 ，全 市 48 a 年 平 均 雷 电 日 28.3 d，最 多 38.7 d 出 现 在1975 年，最少 16.3 d 出 现在 2004 年。 另外，单站最多年 雷 电 日 数 为 48 d，1962 年 出 现 在 依 安 县 ；单 站 最 少 年 雷电 日 数 为 9 d，2004 年出现在甘南县 。 在趋势变化上年 雷电日数呈下降的趋势 ，其变化率为-1.04 d/10 a。 存在 着 10 a 左 右 的 周 期 ，20 世 纪 60 年代雷电发生的频率 30.8 d，70 年代 下降 为 28.7d，80 年 代 略 有 上 升 ， 为 29.0 d，90 年 代下降的比较 明 显 ， 为 26.6 d，20012006 年 间为 25.4d。2.2.2 雷电日数的季节变化在 19592006 年的 48 a 间 ， 初 雷 日 最 早 为 3 月 29日 ，2006 年 出 现 在 泰 来 ；终 雷 日 最 晚 为 11 月 6 日 ，2005年出现在克山 、克东、拜泉 3 个 站。春季 35 月平均雷电 日 2.41 d 占年雷电日数的 8.5%， 夏 季 68 月 22.9 d 占 年 雷 电 日 数 的 80.7%， 秋 季 911 月 平 均 雷 电 日 3.07 d 占年 雷 电 日 数 的 10.8%， 冬 季 122 月 雷 电 日 数 为 0 d。齐齐哈尔市雷电发生具有明显的 季节性 ， 夏 季 最 多 ，秋收 稿 日 期 ： 200986第 一 作 者 简 介 ：袁 湘 玲 （1970 -），女 ，湖南省双峰县人 ，南京信息工程大学 ，本 科 生 ，高 级 工 程 师.图 1 19592006 年齐齐哈尔市年雷电日数变化曲 线图 2 齐齐哈尔市月雷电日数变化曲线 季明显减少 ，春季略少于秋季 ，冬季无雷电记录 。2.2.3雷电日数的月变化从齐齐哈尔市月雷电日数变化折线图中可见 （见图2）， 雷 电 日 数 月变化呈单峰型 ，7 月雷电日最多为 9.03 d，占 年 雷 电 日 的 31.9%；其 次 是 6 月 和 8 月 ，月 平 均 雷电 日 分 别 为 7.7 d 和 6.2 d， 分 别 占 年 雷 电 日 的 27%和21.7%；1、2 月 为 无 雷 电 月 ，35 月 雷 电 逐 渐 增 多 ，6 月 骤 增 至 接 近 峰 值 ，7 月 达 到 峰 值 ，8 月 开 始 减 少 ，9 月 减 幅增大，10、11 月逐月递减 ，12 月 为无雷电月 。 雷电主要集中在 68 月，占年雷电日的 80.7%。对 地 闪 击 、或者雷云对雷云之间闪击 ，都 可 能 发 生 并成灾害 。 此外，直击雷一次只能袭击一 两个小范 围 的 标，而一次雷闪击可以在比 较大范围内多个小局部同 发生感应过电压现象 ，并且这种感应高电压可 以通过力 线 、电话线等金属导线传输到很远 ，致 使 雷 害 范 围大。3.3雷电电磁脉冲的危害雷电对金属线路或金属管道的作用 ，产生的雷 电可能沿着这些金属导体 、管 道 ，特 别 是 沿 天 线 或 架 空路将高电位引入室内与造成反击 。无 论是闪电在空间 先导通道 ，或回击通道中闪电 ，产生的迅变电磁 场 ，或 是闪电进入地上建筑物的避雷针系 统以后 ，都会在空 一定范围内产生电磁作用 ，它可以是法拉第电 磁感应律所决定的电磁感应作用 ，也可以是脉冲电磁 辐 射 。电的这种空间雷电电磁脉冲是 在三 维空间范围里对 些电子设备发生作用 ，可 以是对闭合的金属回路产生3雷电的主要危害形式雷电的破坏作用主要是雷电流引起的 ，它的危 害基本 上 可 分 为 3 种 类 型 ：是 直 击 雷 的 危 害 ；是 雷 电 静电感应和电磁感应的危害 ；是雷电电 磁脉冲的危害 。3.1 直击雷及其危害直击雷是指闪电直接击在建 筑 物 、其 他 物 体 、大 地 或防雷装置上 ，产生电效应 、热效应 、机械效 应对其造成 的破坏 。直击雷可导致地面建筑物受损 、人员伤 亡 、物体燃 烧 、爆 炸 、腐 蚀 、变形和其他因强电动力 、高 气 压 冲 击波引起的结构性破坏 。现在建筑物受雷击大都有一个新特点 ，就是与 科学 技术的大发展有关联 ， 一种是由于高的建筑物 的 兴 起 ， 如微波站天线塔 、发 射 天 线 塔 、突 出 建 筑物屋顶的金属 结构等都会吸引落雷而 使本 身 所 在建筑及附近建筑遭 到祸害 。另一种 是增设的种种架空长导线引雷入室使避 雷装置失去作用 。 而灾害的对象也发生转移 ，主 要不是 建筑物本身的损失 ，而是室内的电器 、电子设备 被毁 ，甚应电流 ， 也可以在不闭合的导体回路产生感应 电 动 势由于其迅变时间极短 ，所 以 感 应 电 压 可 以 很 高 ，以 致生电火花 。 在闪电通过的避 雷针的附近 ，这种空 间 的 变脉冲电磁场的 作用当然比较强烈些 。当这种磁脉冲过 0.07 高斯时就会引起微 机 失 效 。 当闪电发出的 磁 冲超过 2.4 高斯时 ，集成电路发生永久性损坏 。4齐齐哈尔市雷电灾害统计资料分析4.1齐齐哈尔市雷电灾害状况根 据 20052007 年齐齐哈尔市雷电灾害汇编 数的 统 计 ，齐齐哈尔市雷电灾害主要出现在 59 月 ，其大 多数雷电灾害集中出现在 68 月 。 与 雷 电 日 的 时黑龙江气象第 26 卷34雷电造成火灾 、损坏电器设备的现象日趋严重 。 农 村 住房安装的电视接收天线 、太 阳 能 热 水 器 等 ，大 多 未 做 接 地防雷处理，造成严重的雷击隐患。(4)随着经济的高速发展以及信息化程度的提高 ，城 市 现 代 化 、网 络 化 、信息化建设进程 加 快 ，办 公 自 动 化 、家庭电气化日益普及 ，各种设备本身抗 雷击电磁 脉 冲 干 扰能力差 ，雷电感应产生的 二次雷击使大量微电 子 设 备损 失 十 分 严 重 。 同 时,由于强弱电系 统在综合布线设计 阶段 未全面考虑防雷措施 ，施工时未严格按照技 术规范进行，因雷电波沿线路侵入而损坏电子电气设 备 现 象 较 为普遍 。5雷电灾害防御对策5.1依法建立健全社会防雷减灾安全管理体系5.1.1进一步完善防雷减灾规范体系建设按照国家标准及行业标准的要求 ，对重点工 程 和 爆 炸危险环境等建设项目进行雷击灾害 风险评估 ，在 项 目 规划建设之初就消除雷灾 安全隐患 。在市政府相关管理 规定中规范雷灾数据上报渠道和分级管理权 限职 责 等 ，有效掌握全市雷电灾害发生情况 。5.1.2要建立健全全社会防雷减灾安全管理体系 实现齐抓共管 ，防范于未然的目标 。加强城市建 设 、规划管理工作中的防雷安全组织管理工作 ，完 善 依 法 行 政体系和组织管理程序 ，避 免 政 出 多 门 现 象 发 生 ，市 政府组织联合会议 ， 规范各 部门雷灾防御中的 具 体 职 责 ，理顺各行政主 管部门的关系 。工、金融等部门建立联合渠道 ，建立健全多部 门 、多 行 业的雷电安全协调和灾害应急联合快 速反应机制 ，有 效 地 防止和减少雷电灾害的 发生 ，把雷电灾害造成 的 损 失 降 到最少 。5.2 加强防雷减灾科研技术与业务体系的建设大力引进与开发雷电 预 报 、预 警 新 技 术 ，完 善 雷 电 天气预报和雷电灾害预警业务 ，逐步探索 雷电 精 细 化 预 报 技 术 ，提高雷电预报的准 确 性 和 针 对 性 ，加 强 雷 电 预警预报服务 ， 为广大 社会公众提供优质的 服 务 产 品 ，为建设和谐 社会服务 。加强和加密危化场所 、易 燃 易 爆 场 所 、公 共 活 动 场 所、人流密集地区等重要区域与行业的雷 电预 警 系 统 建设 ，务。5.3为雷电灾害敏感 行业与人 群提供针对性的雷电服 加强雷电灾害科普宣传工作公众防雷安全意识相对薄弱 ， 雷电防 护 知 识 贫 乏 ，需有针对性地对市民和雷电防护重点单 位管理 人 员 ，开展雷电发生特点 、雷 电 防 护 技 术 、雷电防护措施等方面 的 科 普 培 训 ，同 时 ，通过 电 视 天气预报制作防雷专题节 目，利用报 纸和刊物 ，广泛宣传雷电灾害防御知 识 ，增 强 社会整体防雷意识 ，避免和减少雷击灾害的 发生 。5.4实行防雷分类服务与重点防御目前在大的全球气候背景下 ，极端气候事 件 变 得 频繁，城市化使得城市热岛效应加剧 。 同时 ，研 究 表 明 ，随着 人 口 增 加 、城 市 化 发 展 ，地 面电 场水平和电荷浓度有 明显增加趋势 。 因此，要 根据行业特点以及 对 雷 电 影 响 的敏感度 ，实 行分类服务与管理 ，重点行业重 点 防 护 ，重 点 区域重点防御 。5.1.3要建立部门联动快速响应的应急机制依 照 中华人民共和 国突发事件应对法 ，与 建 设 、电力、通讯、安监、公安、交通、医疗、教育、航 空 、旅 游 、化!表 919962000 年各年的冻土深度 （cm）(上接第 22 页)年 份19961997199819992000 年表 7 19611965 年各年的冻土深度 （cm） 冻 土 深 度105208214198247年 份19611962196319641965 年经 计 算 得 出 1996 2000 年 的 5 a 平 均 冻 土 深 度 为194.4 cm，比 第 2 时 段 减 少 了 39.4 cm，经 过 探 讨 ，可 以 看 出 随着 城市的开发和建设的步伐 ，破 坏了下垫面的深层 的 冻 土 层 ，破坏了自然生 态 环境 ，增加了病虫害影 响 了生态 。3 总 结城 市的开发建设已影响了 我们的生态环境 ，城 市 开 发 和建设已经破坏了 地 表植被和森林 ，建 成 钢 筋 水 泥 混 凝 土城 市 ，使我们的 生活环境气温升高 ，降 水 减 少 ，破 坏 了 深 层 的 冻 土 层 ，城市的开发和建设对 气 候的影响要大于城市温 室气体排放对气候的 影 响 ， 以使我们的自然生态 循 环退 化 。 所以在进一步 城 市开发的同时 ，要 注 意 环 境 保 护 ，特 别注 意地表生态环境的保护