淺析銅陵市雷電活動特征

馬林 王正華 林群星 石偉光

摘 要：該文對銅陵市1960-2011年人工逐日雷暴觀測資料和LD-LL型閃電定位儀的2005-2011年探測資料進行數(shù)理統(tǒng)計，分析了雷暴活動的變化特征，為銅陵地區(qū)雷電研究及科學(xué)防雷提供參考。

關(guān)鍵詞：雷暴日；雷電特征；銅陵市

中圖分類號 P429 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）06-158-02

雷電因其強大的電流、炙熱的高溫、強烈的電磁輻射以及猛烈的沖擊波等物理效應(yīng)，能夠在瞬間產(chǎn)生巨大的破壞作用，從而造成嚴重的社會和經(jīng)濟損失[1]。人們把雷電災(zāi)害列為“電子時代的一大公害”，也是“國際減災(zāi)十年”公布的最嚴重的10種自然災(zāi)害之一，已成為制約社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一。雷電的發(fā)生與地理位置有著不可分割的關(guān)系，某地雷暴活動的變化特征基本可反映出本地雷電活動的多年平均結(jié)果[2]。

銅陵市地形地貌復(fù)雜，北部為臨江沖積平原，南部及東南部多為山地，中部丘陵起伏，地下礦物質(zhì)非常豐富，引發(fā)雷電現(xiàn)象幾率大[3]。銅陵地區(qū)雷電事故多發(fā)生于周邊農(nóng)村，但城市經(jīng)濟受損卻是最為嚴重的。因此，開展雷電活動特征分析并進行應(yīng)用研究，對科學(xué)、經(jīng)濟、合理的開展銅陵市雷電防護工作有著重要的經(jīng)濟和社會意義。

1 資料來源和方法

將銅陵市地面氣象觀測站1960-2011年人工逐日雷電觀測資料與安徽省LD-LL型閃電定位儀的2005-2011年探測資料相結(jié)合，利用Access、surfer、Excel、AutuCAD、ArcGIS等軟件進行雷電活動特征統(tǒng)計分析。

2 銅陵市雷暴變化特征

雷暴的人工觀測[4]，是觀測員以測站為中心，從整體出發(fā)判別雷暴系統(tǒng)，聞雷便記錄為一個雷暴日。以第一次聞雷時間為開始時間，最后一次聞雷時間為終止時間。

2.1 銅陵市雷暴年際變化特征 統(tǒng)計1960-2010年銅陵市雷暴觀測資料顯示，總雷暴日數(shù)為1 863d，年平均雷暴日數(shù)為36.5d，屬中雷區(qū)[5]。雷暴日數(shù)最多年份出現(xiàn)在1963年，為65d；最少年份出現(xiàn)在1982年和2001年，為24d，其間相差33d，年際變化大。如表1，若將距平百分率≥20%作為多的年份[6]，則有9a偏多，主要出現(xiàn)在20世紀60年代前期，將距平百分率≤20%作為少的年份，則有15a，主要出現(xiàn)在20世紀70年代以后，整體雷暴日數(shù)趨勢為遞減趨勢。由圖1可知，銅陵氣候傾向系數(shù)[7]為-3.71d/10a，說明銅陵市每年雷暴日數(shù)正以3.71d/10a的速率呈下降趨勢。

2.2 銅陵市雷暴季節(jié)變化特征 統(tǒng)計銅陵市50a雷暴觀測資料表明，銅陵市春季（3～5月）雷暴日數(shù)為439d，約占年雷暴日總數(shù)23.56%；夏季（6～8月）雷暴出現(xiàn)最多，尤其7、8月份，雷暴日數(shù)為1 199d，約占年雷暴日總數(shù)64.36%；秋季（9～11月）雷暴日數(shù)為157d，約占年雷暴日總數(shù)8.43%；冬季（12～次年2月）雷暴出現(xiàn)最少，雷暴日數(shù)為41d，約占年雷暴日總數(shù)2.2%。這主要是由于銅陵夏季受西伯利亞氣團與熱帶海洋氣團或來自印度洋的赤道氣團交匯影響，劇烈天氣較為頻繁。由圖2～圖5中的氣象系數(shù)趨勢方程結(jié)合統(tǒng)計學(xué)中t檢驗法[8]可以看出，銅陵市夏季雷暴日數(shù)下降趨勢尤為顯著。

2.3 銅陵市雷暴日變化特征 統(tǒng)計表明，銅陵市雷暴日變化非常明顯，如圖6所示，13：00后雷暴頻率明顯增加，15：00～20：00達到峰值，約占全天時段雷暴的59.18%。這主要由于銅陵地區(qū)低山丘陵縱橫交錯，地勢起伏不平，極容易形成午后局地對流天氣。

3 銅陵市雷電變化特征

雷云向大地或雷云之間劇烈放電的現(xiàn)象稱為閃擊，帶負電荷的雷云向大地放電為負閃擊，帶正電荷的雷云向大地放電為正閃擊。

3.1 銅陵市雷電強度特征 統(tǒng)計表明，銅陵市雷電年平均頻次約為11.65萬，其中，7、8月份出現(xiàn)頻次最高。由圖7可以看出，銅陵市主要以負閃為主，約占全年總地閃的97.01%。負閃平均強度為-59.29，極大強度為

-399.99KV；正閃平均強度為63.59KV，極大強度為399.99KV。平均雷電流陡度為46.24KA。另外，據(jù)統(tǒng)計，銅陵市雷電強度（絕對值）多為小于80KA，其中0～20KA約占全年總雷電頻次的42.5%。

3.2 銅陵市雷暴方位特征 統(tǒng)計1960-2010年銅陵市雷暴人工觀測雷暴方位資料，表明銅陵市雷暴多發(fā)生于偏南及東南部，北部略少。這主要由于銅陵東南及南部為山地丘陵地帶，且地下礦物質(zhì)豐富，土壤電阻率高所致。

4 結(jié)論與討論

銅陵市雷暴方位上呈南部偏多于北部的特點；多發(fā)生于夏季，13：00～20：00為雷暴高峰時段；年平均雷暴日為36.5d，并以3.71d/10a的速率呈下降趨勢，其中，夏季變化尤為明顯；雷電以負閃為主，雷電強度基本小于80KV。雷電特征的研究，除了雷電資料本身外，還需要考慮到大地的地理特性，并結(jié)合衛(wèi)星云圖、雷達回波等氣象信息，這樣才能更深刻地認識雷電活動的時空特征，而這也有待于今后作進一步的研究。

參考文獻

[1]肖穩(wěn)安.防雷工程檢測驗收及雷電災(zāi)害風(fēng)險評估[M].北京：氣象出版社，2009：1.

[2]肖穩(wěn)安.雷電和防護及防雷工程管理[M].北京：氣象出版社，2009：29.

[3]肖穩(wěn)安.防雷裝置檢測技術(shù)[M].北京：氣象出版社，2012：36.

[4]中國氣象局.地面氣象觀測規(guī)范[S].北京：氣象出版社，2008：25.

[5]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB 50343-2012.建筑物電子信息系統(tǒng)防雷技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2012：7.

[6]高留喜，楊成芳，馮桂力，等.山東省雷電活動的時空變化特征[J].氣候變化與進展，2007，3（4）：239-241.

[7]吳城鷗，秦偉良.近代實用多元統(tǒng)計分析[M].北京：氣象出版社，2007：119.

[8]徐全智，呂恕.概率論與數(shù)理統(tǒng)計[M].北京：高等教育出版社，2004：178. （責編：張宏民）