黎云杰 王珊珊
余姚市防雷中心 浙江省宁波市 315400
摘要:由于余姚市地形地貌、气候条件、人文环境等短时间不会出现较大变化,因而我市雷暴活动的特征具有相对的稳定性。年雷暴日数是代表余姚市雷暴活动的频繁程度值的体现,本文以雷电区域活动分布的规律和雷电活动时间规律及雷电强度综合分析,在对整个余姚市雷暴宏观区域中的雷暴易发多发地带进行高风险区域划分,为当地政府在建设规划中关于防御雷电灾害板块提供决策依据具有重要的意义。
关健词:雷暴;地闪;闪电定位;气候特征
1、引言
雷暴天气系统的发展过程都遵循着其因果的关联性,对余姚市雷暴活动区域规律性的特征和影响及时的总结和分析,从防雷源头的角度考虑雷击灾害所造成的生命安全和财产损失,防患于未然。
2、余姚市雷暴与闪电定位资料的基本分析
2.1 2015~2017年雷电活动的年际变化特征
图1 2015-2017年余姚市地闪数统计
余姚市一年中雷暴活动出现比较集中,从2015-2017年月雷电地闪资料按月份统计(见图1),我市雷暴活动出现时间的变化率不大,主要出现在6~9月份。从总闪数值看,16及17年有明显的减少现象,其主要原因是这两年余姚市夏季极端高温天气比较集中地连续出现,而暴雨天气系统明显减少。
2.2 雷暴月活动月特征
地闪为雷云与大地之间发生放电过程,分为预击穿过程、梯级先导、回击、直窜先导、继后回击、回击等阶段【1】。,各月份负地闪总和明显大于正地闪总和,且两者差距较大。负闪数紧随同总闪数同时出现的最高峰值时间同为7、8月份。地闪的正地闪和负地闪是由其自身电荷结构不同而决定的。大多数雷云电荷区的结构分布是负电荷位于云底正电荷位于云顶,所以负极性电荷与大地之间的放电相对容易,即负地闪的地闪次数较多;反之正电荷距地面相对较远,放电次数较少,但由于雷云中的正、负电荷是基本维持平衡的,因此正地闪的地闪电流值要远远大于比负地闪的地闪电流值。
2.3 余姚市雷电活动的空间分布特征
图4、余姚市地闪空间分布
全年中,雷电活动的范围对余姚市全市大范围覆盖(见图4),根据2015-2017年来各年的闪电定位记录,余姚市雷电地闪主要集中分布在两个区域:余姚市城区沿姚江和最良江区域与杭州湾和姚北水陆交界区域。
3、雷暴与地闪活动分析
雷暴与地闪活动一直是余姚市气象部门密切关注和监测预警的首要对象之一,正确对分析研究的雷电活动特征为余姚市环境评估和经济发展都提供了极好的参考。以2015—2017年雷暴与地闪活动规律和特征分析,可以充分反映出余姚市近3年的雷暴出现的地域变化与月份的变化趋势不明显。地闪密度的高值中心与雷暴日的密集带中心基本保持在两条雷电多发区域。
据2015-2017年的雷暴发生月份统计,每年的4月份为余姚市雷暴较为明显的始发期,6-9月份为余姚市雷暴频发期。结合气象气候分析,其主要原因为余姚市位于我国东部沿海地带,属典型的亚热带季风气候区域,4月份为我市冷暖交替过渡点,常出现地温阴雨天气过程;余姚市6月份进入梅雨期,降雨量进一步增多并常有大雨或雷暴雨天气;7、8月份为余姚市盛夏高温时间段,受副热带高压控制,多出现局地雷雨及台风天气过程;9月份入秋冷气团渐渐活跃,加之与前段台风和热带天气系统共同影响,是往往导致大雨或暴雨的降雨月份【2】。
4、雷暴密度与地形的关联性分析
雷云中的雷电地闪引发机制和移动路径不但受到自身电荷量和空间传导介质的影响;同时还受到气流平均风向移动的过程牵制,还受所在地理内的山脉、抬升地形的突临压迫影响及自行再生雷暴单体的分裂传播过程影响【3】。
根据闪电定位分布图的雷暴活动分布可以看出,余姚市多年来一直形成着两块高地闪密度的“地闪区域”。区块1,余姚市内江高密度地闪区域,此区域是沿河流东西向延伸,区域属余姚市城区中心,中心内有姚江和最良江两境内最大河流穿越,具有充分的水汽条件,南面四明山山脉对气流抬升作用,形成了雷云加强有力条件;结合此城区区域内存在高耸突出建筑物如:水塔、烟囱和高楼;并根据厂房大量排放废气热气、导电尘埃和各类金属管道等容易形成雷电导通介质。因此此区域常常成了雷云眷顾的走廊要道。区块2,余姚市北面的杭州湾高密度地闪区域,地处杭州湾喇叭口南岸边;南面是余姚市姚北工业园区,南后为有小丘陵山脉。其雷暴天气密度大原因主要是地处河流入海喇叭口、陆地与大面积水域的交界带,土壤电阻率突变因素大,随天气系统在此容易增强,加之南面丘陵对气流起抬升作用,促使雷云增强。从建筑分布情况,此区域为姚北工业区,城镇化比较发达,地面建筑密集,因此直接形成了姚北杭州湾高地闪密度区域。
5、总结
对于余姚市雷暴活动区域规律特征的准确定位与分析,从目前对余姚市所有气象台(站)对雷电的观测资料分析结果显示:近三年雷暴活动的变化率有所减少,雷暴活动的范围分布总趋势相对稳定,雷暴活动减少原于2016年和2017年陆续出现的局地极端高温天气过程时间段较长,且副高长时间控制过程中的气流稳定度高,致使6-9月份旱情增加而雷暴活动有所减少,但根据地闪总数的计算仍使余姚市处于一个雷击概率偏高的地区。余姚市雷暴活动主要集中出现在余姚市内江高密度地闪区域和余姚市北面的杭州湾高密度地闪区域。随着社会经济的不断建设和发展需求,对于新、改(扩)建建筑物的统筹规划,应综合依据余姚市雷暴活动的具体规律和分布范围分析。从做好防雷专业的安全可靠、技术先进和经济合理的出发点出发,建筑物的防雷工程在设计和施工前后对所在建设区域的雷暴规律和特性的参考都具有十分重要的必要性。
参考文献:
[1]陈渭民.雷电学原理【M】.北京:气象出版社,2009.
[2]童杭伟,范国武.《浙江省雷电活动特点及其与地形和气候的关系》.电网技术2008,第11期第2卷.
[3]邓德文,周筠珺,刘畅等.《中国典型区域雷电活动气候特征及其机制分析》.气象科学,2013年01期.
作者简介:
黎云杰(1988-03),男,汉族,广西梧州,助工,本科,研究方向:防雷技术防护。
论文作者:黎云杰,王珊珊
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/31
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