羅定市雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

歐錦玉 李國鵬 練志森

摘 要：氣象局為了創(chuàng)建等級(jí)分析模型，使用雷電探測(cè)分析系統(tǒng)和地基閃電定位系統(tǒng)測(cè)算出數(shù)值，這些數(shù)據(jù)結(jié)合了羅定市各地區(qū)人口密度、雷擊頻數(shù)和單位面積的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值4個(gè)指標(biāo)，從而得到羅定市的雷電災(zāi)害區(qū)劃圖。結(jié)果表明：羅城街道具有極高風(fēng)險(xiǎn)，其他各鎮(zhèn)（街）主要集中在低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)及中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

關(guān)鍵詞：層次分析法;雷電災(zāi)害;風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

中圖分類號(hào)：S761.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20191030062

引言

羅定市位于低緯度地域，伴有亞熱帶季風(fēng)，年中時(shí)期經(jīng)常發(fā)生海流和臺(tái)風(fēng)等破壞性天氣事件。年平均雷暴日達(dá)到87.5d，屬于多雷區(qū)。雷電災(zāi)害是聯(lián)合國公認(rèn)的最危急的自然災(zāi)害之一[1]，通過大量的電擊造成人畜的生命損失、建筑物損壞等，也能通過間接雷擊的方式造成電子設(shè)備、輸電線路等損壞等破壞。目前，雷電災(zāi)害帶來的危害越來越得到人們的重視。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，廣東省1995—2015年間共發(fā)生雷電災(zāi)害事故39540余宗，死傷2116余人，造成經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)140億元。近年來多名學(xué)者對(duì)各地的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行區(qū)劃，其結(jié)果對(duì)提高雷電災(zāi)害的防御水平及為氣象災(zāi)害綜合風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃有一定的作用。

1 資料

本文采用的材料有：氣象局雷電探測(cè)分析系統(tǒng)和地基閃電定位系統(tǒng)（LLS）的數(shù)據(jù);羅定市2001—2015年的雷電災(zāi)害統(tǒng)計(jì)資料;羅定市統(tǒng)計(jì)局繪制的《羅定統(tǒng)計(jì)年鑒[CD1*2]2017年》提供的各個(gè)地區(qū)的人口數(shù)值、工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值等數(shù)據(jù)。

2 羅定市雷電災(zāi)害月分布

從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來看，羅定雷災(zāi)月分布與雷暴月分布基本一致，均呈單峰分布，雷電災(zāi)害通常是在3月開始，10月結(jié)束，主要發(fā)生在5—7月這個(gè)階段，這3個(gè)月發(fā)生的雷災(zāi)總次數(shù)占全年的76.29%，在一年當(dāng)中，雷電造成的財(cái)物耗損占有82.86%，尤其是傷亡率達(dá)到74.19%，其中6月的死傷人口和7月的財(cái)務(wù)損耗率是最多的。這是因?yàn)榱_定市位于低緯度地區(qū)，在亞熱帶氣候中受到海洋季風(fēng)的影響，此時(shí)期雷雨天氣較多發(fā)，而這時(shí)農(nóng)民正在農(nóng)田進(jìn)行收割耕種，因此人員傷亡在夏季較多發(fā);到秋冬季節(jié)由于受來自內(nèi)陸的干燥季風(fēng)影響，雷雨天氣減少，受雷電的影響減少。

3 羅定市雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)分析

3.1 雷電災(zāi)害頻數(shù)指標(biāo)

雷電災(zāi)害頻數(shù)是指在羅定市轄區(qū)內(nèi)2001—2015年共15a平均雷電災(zāi)害次數(shù)（用P表示，單位：次·a-1），這一數(shù)據(jù)反映了該地區(qū)災(zāi)難的頻次多少，得到該地區(qū)的易損性問題。羅定市因自然災(zāi)害而遭受的脆弱性和損失系數(shù)與公式中的頻數(shù)P值有關(guān)，計(jì)算公式為：

P=M/年數(shù)

其中，M為評(píng)價(jià)樣本中發(fā)生雷電災(zāi)害總數(shù)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)得出，羅城街道平均雷電災(zāi)害頻值為2.07次·a-1，為全市最高;羅平鎮(zhèn)次之，為0.53次·a-1;分界鎮(zhèn)平均雷電災(zāi)害頻數(shù)為0次·a-1，為全市最低。

3.2 地閃密度指標(biāo)

地閃密度是每年在單位區(qū)域內(nèi)發(fā)生地閃的平均數(shù)量（用N表示，單位：次·km-2·a-1）。使用氣象局雷電探測(cè)系統(tǒng)和地基閃電定位系統(tǒng)的信息，選擇各個(gè)城鎮(zhèn)（街道）2km的位置。這些數(shù)據(jù)展現(xiàn)出城鎮(zhèn)地閃規(guī)劃的特征和分配規(guī)律，是反映雷電致災(zāi)環(huán)境的重要標(biāo)志。在來地區(qū)的地閃強(qiáng)度大，就表明該地區(qū)發(fā)生雷暴的可能性更高，受力體受損程度加大，就會(huì)造成易損性大。

據(jù)統(tǒng)計(jì)得出，素龍街道平均地閃密度最大，為18.79次·km-2·a-1，這主要是因?yàn)樗佚埥值烂娣e較大，丘陵地形較多，水體面積較大的緣故。太平鎮(zhèn)地閃密度最小，為9.77次·km-2·a-1，是因?yàn)樘芥?zhèn)地形較平坦，沒有大型水體。其他各鎮(zhèn)地閃密度如圖2所示。

3.3 人口密度指標(biāo)

[JP2]人口密度指標(biāo)是指在當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生雷電災(zāi)害時(shí)，區(qū)域單位里受災(zāi)害的人數(shù)（用L表示，單位：人·km-2）。據(jù)統(tǒng)計(jì)得出，羅城街道人口眾多且行政區(qū)域面積最小，所以人口密度最大，高達(dá)到12231.88（人·km-2），素龍街道人口密度次之，達(dá)到1243.91（人·km-2），龍灣鎮(zhèn)人口密度最新為285.65（人·km-2）。

3.4 單位面積的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值指標(biāo)

單位面積的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值是指在城鎮(zhèn)受雷擊后區(qū)域內(nèi)的可能受到的財(cái)物損耗（用D表示，單位：萬元·km-2），其計(jì)算公式為：

D=DS/S

其中，DS為各鎮(zhèn)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值，單位為：萬元;S為各鎮(zhèn)（街）的土地面積，單位為km2。

據(jù)統(tǒng)計(jì)得出，雙東街道工業(yè)較多，工農(nóng)總產(chǎn)值最高，為11325.58萬元·km-2，羅城街道工農(nóng)總產(chǎn)值為24581.53萬元·km-2僅次其后，區(qū)域單位內(nèi)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值越高，遭遇雷擊后可能造成的財(cái)物損失較大。

4 雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及區(qū)劃

4.1 風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算

選取雷電災(zāi)害頻數(shù)（P）、地閃密度（N）、人口密度（L）、單位面積的工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值（D）作為評(píng)估指標(biāo)，建立矩陣，得到評(píng)估模型為R=0.4729P+0.2844N+0.1699L+0.07285D。[2]為了使指標(biāo)取統(tǒng)一量綱，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，將值統(tǒng)一到[0，1]范圍。具體公式如下：

Ri=0xi

SymbolcB@ xi

同時(shí)Ri為統(tǒng)計(jì)后的值，xi為各項(xiàng)指標(biāo)實(shí)際值，ximax為各項(xiàng)指標(biāo)的最大值，ximin為各項(xiàng)指標(biāo)的最小值。利用指標(biāo)統(tǒng)一處理結(jié)果及根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方程計(jì)算出各鎮(zhèn)的風(fēng)險(xiǎn)值。

4.2 風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃

將雷暴風(fēng)險(xiǎn)值分為5個(gè)等級(jí)：最高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)、高風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)、中等風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)、低風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)和最低風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)。其中，羅城街道是最危險(xiǎn)的地區(qū)，沒有最低風(fēng)險(xiǎn)和高風(fēng)險(xiǎn)，主要集中在低風(fēng)險(xiǎn)和中等風(fēng)險(xiǎn)地區(qū)。

5 結(jié)論

由于受亞熱帶季風(fēng)氣候的影響，羅定市雷災(zāi)月分布與雷暴月分布大體相同，均呈單峰分布，雷暴具體的分布情況如下：從3月開始，10月結(jié)束，其中5月、6月和7月災(zāi)害最嚴(yán)重。

依據(jù)層次分析法推算雷電災(zāi)害頻數(shù)、地閃密度、人口密度和單位面積的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值這些指標(biāo)來獲得評(píng)估模型，得出羅城街道為極高風(fēng)險(xiǎn)值區(qū)，是全市雷電災(zāi)害防御的重點(diǎn)區(qū)域;險(xiǎn)區(qū)主要集中在低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)及中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。

經(jīng)過系統(tǒng)地審議羅定市的人口、經(jīng)濟(jì)和自然環(huán)境等要素，計(jì)算出雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃的成果。設(shè)計(jì)好雷電防備的核心部分，將有助于加強(qiáng)防雷減災(zāi)規(guī)劃，并提升城市預(yù)防和管理雷電災(zāi)害的能力。[3]

參考文獻(xiàn)

[1] 張義軍，陶善昌，馬明，等.雷電災(zāi)害[M].北京：氣象出版社，2009：36-37.

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[3]鄧雪，李家銘，曾浩建，等.層次分析法權(quán)重計(jì)算方法分析及其應(yīng)用研究[J].數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)知，2012，42（7）：93-100.

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作者簡介：

歐錦玉（1989-），女，本科，助理工程師。研究方向：防雷檢測(cè)及公共氣象服務(wù)。