义乌市雷电灾害特征分析

黄 嵘 许广浩 马 宁

(义乌市气象局，浙江义乌322000)

1 雷电及雷电灾害

雷电是发生在大自然瞬间放电现象，并同时伴有声、光的出现。当雷暴云中部分区域积累了足够强的正(负)电荷，使得空间或地面某处的电场强度达到了击穿大气的值，则产生雷击。雷击(地闪)的峰值电流可达到几万到几十万安培，对地面人员及物体会造成很大威胁。自从人类使用了电话和电气设备以来，出现了雷电灾害的新形式。特别是进入信息时代以来，一方面广泛应用的信息技术设备给人们带来了便利、快捷和享受;另一方面雷击电磁脉冲对信息技术的损害及造成电气系统或电子系统运行中断的影响又给人们带来了不便和危险，高层建筑、电子信息网络系统、计算机设备和电气设备等遭受雷击愈加频繁。因此，分析雷电灾害特征和成因显得尤为重要。

雷电有着自己的特点：它带有随机性、局域性、分散性、突发性、瞬时性及三维性，这些鲜明特点，一方面使得对它的深入了解有了难度;另一方面也较难引起全社会的关注。有的雷害是由于人们的疏忽及无知造成的，因为雷害对某一点而言概率极低，往往是百年一遇或更少，大多数人往往不在意，这就有了隐患。

当雷击造成人员伤亡及重大财产损失时被称为雷电灾害。雷电的破坏作用主要由以下3方面引起。

(1)直接雷击：是雷云直接对地面物体放电，一次短时雷击的时间一般T半值时间＜2 ms;一次长时间雷击一般2 ms＜Tlong＜1 s;但有很大的电流通过，可达100～200 kA，使空气温度骤然升到1万～2万℃，产生强烈的冲击波，造成房屋损坏，人畜伤亡。当雷电流通过有电阻或电感物体时，能产生很大的电压降和感应电压，破坏绝缘，产生火花，使设备损坏，甚至引起燃烧、爆炸，使危害进一步扩大。

(2)感应放电：是附近落雷所引起的电磁作用的结果。可分为静电感应和电磁感应两种：①静电感应是由于建筑物上空有雷云时，建筑物会感应出与雷云所带电荷相反的电荷，雷云向地面开始放电后，在放电通路中的电荷迅速中和，但建筑物顶部的电荷不能立刻流散入地，便形成很高的电位，造成在建筑物内的电线、金属设备、金属管道放电，可能引起火灾、爆炸和人身事故。②电磁感应是当雷电流通过金属体入地时，形成强大的磁场，能使附近的金属导体感应出高电势，在导体回路的开口处产生火花。

(3)由架空线路引入高电位：架空线路在直接雷击或在附近落雷而感应过电压时，如不设法在路途使大量电荷流散入地，就会沿架空线路引进屋内，造成电气设备绝缘击穿甚至损坏房屋等现象。

2 雷灾资料来源说明

义乌市雷电现象的观测已经有50多年的历史，但是雷电灾害收集整理工作是2001年来才开展的，所以资料年限仅10 a。地闪次数收集从2008年开始，资料年限仅3 a。根据统计，义乌市年平均雷暴日数为49．9 d，2008—2010年地闪次数均保持在7000次左右(见图1)。

图1 2008—2010年地闪次数

3 雷电灾害的时空分布特征

3．1 雷电灾害的时间分布

图2给出了2001—2010年义乌全市雷电灾害逐年发生次数。从图表可以看出，2007年以后雷电灾害的次数呈逐年增多趋势。出现这种结果可能与经济快速发展，城乡高大建筑物增多、信息技术广泛应用、人们对雷电灾害认识提高重视程度增强、各级各部门高度重视雷电灾害工作和信息报送渠道增加等因素有关。雷电灾害发生的季节性变化明显，一年四季均有发生，但多出现在夏季。

图2 2001—2010年雷电灾害年际分布

图3给出了2001—2010年义乌全市雷电灾害发生次数平均月变化。从图表可以看出，雷电灾害主要集中分布在5—9月，其中7，8月最严重，6月次之，因此夏季成为雷电灾害的高发季节。这是因为夏季暖湿气流旺盛、对流性天气较多。

图3 2001—2010年雷电灾害月变化

从雷电灾害发生的日变化看，午后至傍晚雷电灾害最多，早上和夜间相对较少。这和雷电发生的日变化特征接近。夏季地面温度较高，午后低层大气已经充分受热，温度较高;而傍晚的云顶的辐射冷却温度较低，因此云内的不稳定性增大，若高层有冷平流配合，发生雷电等强对流活动的几率较大。

3．2 雷电灾害的空间分布

义乌位于金衢盆地东部，浙江省地理中心地处境内，属亚热带季风气候，境内有中低山、丘陵、岗地、平原，土壤类型多样，光热资源丰富。从2001—2010年雷电灾害分布看(表1和图4)市区(含稠城、江东、稠江、北苑)共发生44起，占39%;苏溪镇、廿三里街道分别为17起和16起，占15%和14%;大陈镇和赤岸镇均8起，占7%;雷电灾害的空间分布呈市区向南北辐射的明显特征，且东北部高于南部，西部偏少。

市区雷电灾害多于镇街，主要原因在于城区高大建筑物成群林立、现代通讯设施多且使用频繁，容易引发雷电灾害。

表1 2001—2010年雷电灾害镇街统计表

4 雷电灾害成因分析

图4 2001—2010年雷电灾害空间分布图

义乌市的雷电灾害主要发生在人身安全、电子电器设备、火灾、建(构)筑物等方面。图5为义乌市2001—2010年雷电灾害种类的分布状况。由图表可见：人员伤亡事故14起，占雷电灾害的10．6%;火灾6 起，占雷电灾害的 4．6%;电子电器设备事故70起，占雷电灾害的53%;建(构)筑物事故43起，占雷电灾害32．6%。

图5 2001—2010年雷电灾害种类分布

根据2001—2010年雷电灾害资料分析，人员伤亡事故14起，12起发生在农村，占伤亡事故的85．7%，其原因大多是由于农民不具备防雷基本知识，在田间、野外躲避雷雨时，往往在大树下、凉亭内避雨，在雷雨中骑自行车，手持金属工具赤脚在高压线杆附近行走等等。另外一个显著特点是雷灾造成电子电器设备损坏严重，导致供电中断、有线电视、通讯网络中断，主要是因为现代社会高度依赖信息技术，而信息技术以微电子技术为基础，微电子设备耐压性差，对电磁脉冲特别敏感，雷电产生的雷击电磁脉冲对微电子设备产生的破坏作用不像直击雷那样只是一个点，而是一片区域，灾害影响波及千家万户、社会经济生活的各个方面。这也正是雷电灾害增多的主要原因。

5 结语

5．1 义乌市雷电灾害的空间分布特点呈市区向南北辐射的明显特征，且东北部高于南部，西部偏少。

5．2 义乌市雷电灾害一年四季均有发生，但季节性变化明显，雷电灾害主要集中分布在5—9月，其中7，8月最严重。从雷电灾害发生的日变化看，午后至傍晚雷电灾害最多，早上相对较少，这和自然雷电发生的日变化比较接近。

5．3 根据义乌全市雷电灾害资料分析，雷电灾害造成的人员伤亡主要发生在农村，城市雷电灾害主要是电子电器设备和信息系统遭受破坏。随着信息技术的飞速发展，雷电灾害趋于增多。

其实，雷电的本身并没有变，而是科学技术的发展，使得人类社会的生产、生活状况发生了巨大的变化。因此，当代防雷工作的重要性、迫切性、复杂性大大增加了。雷电的防御已从直击雷防护到系统防护，我们必须站到时代的新高度来认识和研究现代防雷技术，提高人类对雷电灾害防御的综合能力。

由于资料统计年限较短，自身学识水平有限，加上各种主客观原因，如偏远山区未被发现的雷击事件，对雷电灾害存在不科学认识不愿意上报，个别单位和个人为了自身的某种利益和需求而隐瞒雷电灾害事故等等，从而可能导致雷电灾害信息搜集上报的不完整性。因此，义乌市未来雷电灾害分布特征仍有可能会出现一定的变化。

［1］ 陈渭民．雷电学原理［M］．北京：气象出版社，2003：31-33．

［2］ 关象石．雷电灾害及防雷技术的发展［N］．中国气象报，2006-09-09(004)．

［3］ 朱乾根，林锦瑞，朱绍文．天气学原理和方法［M］．北京：气象出版社，1981．

［4］ 机械工业部．建筑物防雷设计规范GB50057-94(2000年版)［S］．北京：中国计划出版社，2000．