2008—2016年陕西省雷电灾害特征分析

陈 洁，曹继军，苏炳彦，吴 量

(1.渭南市气象局，陕西渭南 714000；2.陕西省气象局，西安 710014；3.河池市气象局，广西河池 547000)

1998年起大多数省市相继开展了雷电灾害调查工作，许多学者对各地雷电灾害特征进行了大量研究[1-3]。雷灾事故调查分析是雷电防护技术的重要组成部分，通过对一个地区灾害程度、受灾对象和行业特点的分析，能够更加准确地掌握雷灾发生规律，为科学有效指导防雷减灾工作提供依据。李润强等[4]对2000—2007年陕西省雷电灾害的时空分布进行了分析，王洁等[5]对2009年雷电分布和雷灾特征进行研究，为划分雷电灾害易损度提供了有力参考。本文对2008—2016年陕西省雷灾事故不完全统计资料进行分析，对比以往相关研究结果，探讨近些年雷电灾害的特征，并在此基础上提出相应对策和建议。

1 资料来源及处理

选取2008—2016年陕西省雷电灾害资料和闪电定位资料进行研究。闪电定位资料摘自陕西省防雷中心编写的《陕西省雷电防护工作年报》(以下简称《年报》)；为了充分收集雷灾资料，同时查阅了《年报》和中国气象局雷电防护管理办公室2008—2016年编写的《全国雷电灾害汇编》(以下简称《汇编》)。通过对比发现，2014—2016年这两种来源的雷灾统计结果存在差异，在与省防雷中心雷灾调查鉴定专家逐条核对后，确认两种来源的资料均真实有效，校对合并后最终确定2014年、2015年和2016年雷灾总数分别为7起、7起和4起。需要说明的是，《汇编》记录中，2010年7月2日17时商洛市洛南县庙坪乡陶岭村发生的19例雷灾事故，实为1起雷击造成的多处人员或电气设备事故。一般由同一时间同一雷击点造成的多例损失事件通常记为1起雷电灾害事故，因此为了便于与其他年份比较，将2010年雷灾总数由原资料中的34起调整为16起。

2 雷电灾害时空分布特征

2.1 时间分布特征

2.1.1 年变化 2008—2016年陕西省共计收集上报雷电灾害144起，表1给出了逐年雷灾总数，同时查阅逐年《年报》得到雷暴日数和闪电频次统计结果。

表1 陕西省2008—2016年雷灾事件和闪电活动统计

由表1可知，2008—2013年雷灾总数总体呈现震荡上行趋势。峰值出现在2011年，达31起；次峰值在2008年，为25起；2014年起雷灾数量突降至7起；2016年全年仅收集到4起。近几年雷灾统计上报存在异常，一旦灾情未能及时上报就会造成统计结果偏小，由于雷电灾害资料本身就是不完全统计资料，因此，2014年起雷灾数量大幅下降不能简单地等同于全省雷灾减轻。

从陕西省雷暴日数观测和闪电定位监测的记录来看，2008—2016年全省闪电活动总体为波动上升的趋势，峰值同时出现在2013年，即全年107 d雷暴日共发生闪电223 458次。雷暴日数除2012年和2013年超过100 d外，其他年份在75～90 d之间；闪电频次除2009年和2014年偏少外，其他年份均超过100 000次。总体而言，雷暴日数增加的年份，闪电频次也会增多，但两者并不是呈简单的对应关系。以2010年、2012年和2015年3年为例，雷暴日数以2012年的106 d最多，而当年闪电频次却是122 578次，为3年中最少。因此，相对雷暴日数而言，闪电定位监测数据更能直观地反映闪电活动的频繁程度。

通常，闪电活动频繁的年份，雷击发生概率变大，雷灾事故也会随之增多。2008—2013年逐年闪电活动频度与雷灾数量就表现出了良好的一致性，这与其他地区的研究结果一致[1-3]。2014—2016年闪电活动又逐步增强，但雷灾统计资料却异常偏少，不适宜进行分析研究。因此，一方面受灾主体需重视雷灾的上报工作，另一方面防雷监管部门应加强事故的调查鉴定工作。只有在充分收集雷灾资料的基础上，才能客观地研究灾害特征，从而提出合理科学的意见指导雷电防护工作。

2.1.2 月变化 表2给出了2008—2016年陕西省月累计雷灾数量和2009—2015年月平均雷暴日数(取一位小数)。

表2 陕西省2008—2016年雷电灾害月累计数量

从表2可知，陕西省雷灾最早发生在3月，最晚在11月，与闪电定位监测记录的雷暴起始和结束时间一致；同时，雷灾数量与雷暴日数的月变化呈现较好的同步性。从数据变化趋势看，约78%的雷灾发生在6—8月，这段时间也是全省雷电活动多发期。7月是雷暴高发时期，而雷灾数量则在8月达到极值，占比高达40%。12月至次年2月全省无雷暴出现。分析表明，雷电灾害具有明显的季节变化，夏季充沛的水汽和旺盛的对流极易形成雷电活动，也是雷电灾害频发的季节，这与其他中纬度季风气候区的研究结果相同[6-7]。

2.2 空间分布特征

表3给出了各市2008—2016年雷电灾害数量，其中关中地区占43%，陕北地区占33%，陕南地区占24%。西安、延安和渭南为雷灾高发区，极大值在西安为26起，约占全省雷灾总数的18%。陕西省雷电灾害空间分布总体呈中间多，南北两头少。对比《年报》中全省雷电密度分布研究结果，历年闪电主要分布在陕北中东部和陕南南部地区，关中地区尤其是西安属雷电活动偏少区。也就是说，雷电活动呈现哑铃状分布，而雷电灾害却呈现纺锤状分布，这与文献[4]中2000—2007年雷电活动和灾害分布研究结果一致。

表3 陕西省2008—2016年各市雷电灾害数量

雷灾的发生不仅与雷电活动有关，还受地形地貌和人口、经济因素影响。陕西省地形特点是南北高、中部低，自北向南依次为陕北高原、关中平原和陕南山地，结合陕西省国土资源局公布的矿产资源分布结果，雷电活动易形成于地势高、矿产资源集中的陕北和陕南地区。而地形起伏度小，相对平坦的关中地区面积占全省19%，人口数量却占全省的60%[8]；同时这里集中了全省80%的科技实力和工业基础，是装备制造、生物制药、电子信息等产业的聚集地[9]。因此，即便关中雷电活动少，但雷灾概率相对陕北陕南偏高。

值得注意的是，相比文献[4]的研究结果，2008—2016年陕北地区雷灾占比上升了12%。由于陕北地区近年大规模建设能源项目[10]，仅2010年就有一大批重大项目包括输油管道线工程、单晶硅制备加工工程、太阳能光伏发电等工程在陕北能源化工基地开工建设[11]，相对周边空旷环境，户外大量的能源设施设备本身就容易遭受雷击，故陕北地区近些年雷电灾害事故明显增多。

3 雷电灾害种类分布特征

按照损失或损害的种类，2008—2016年陕西省雷电灾害涉及人员伤亡、电子电气设备损坏、供配电或通讯设施损坏、树木损毁或火灾、建构筑物损坏和易燃易爆场所事故共6类。其中电子电气类事故最多为41%，其次是供配电或通讯设施事故为19%，其他四类事故占比在8%～11%之间。

据统计，2008—2016年雷击人员伤亡20例，造成16人死亡16人受伤，事故均发生在农村。对比文献[4]的研究结果，人员伤亡类占比明显下降，从2000—2007年的33%减小到11%。究其原因，如文献[12]中提出的人员伤亡占比下降与建筑物防护能力提升、及时的雷电天气预警预报和广泛的防雷知识科普宣传等因素有关。

电子电气设备损坏事故仍保持高发态势，较2000—2007年增加4个百分点。城镇地区事故以厂矿企业仪器仪表为主，住宅区事故以电梯等公用设施为主，农村事故则以家用电器为主。而供配电系统或通讯设施受损，会造成大面积供电停止和通讯信号中断，直接影响人们的生产生活。

易燃易爆场所事故占比从2%上升到10%，增长幅度居6种类型之首，其他类型损失占比变化不明显。易燃易爆场所雷击概率的显著增加，除了城镇加油加气站和陕北等地能源项目激增外，还与各类仪器设备的智能化控制系统有关。由于系统中普遍采用集成电路使得元器件，耐压水平下降，却缺少相应的雷电过电压防护措施，因此这类场所极易发生设备损坏事故。

特别要注意，2008—2016年收集到雷击造成1处古建损坏、1处古建焚毁和3处森林火灾。一旦遗迹损毁或名贵古树受灾，造成的不仅是经济损失，还有难以估量和不可挽回的文化损失，所以需重视这类场所的雷电防护工作。

4 结论与建议

(1)2008—2016年陕西雷灾发生时段与雷电活动规律一致，主要集中在6—8月，以8月最严重。而雷电活动的空间分布与雷灾分布不一致，关中地区雷少灾多。

(2)从雷灾种类分布来看，农村仍是雷击伤亡事故的多发区。这里多为田间野外等空旷地带，人员缺乏正确的户外避雷知识，因此在农村仍需重视防雷的科普宣传教育。电子电气设备和仪器集中的企事业单位，尤其是供电或通讯部门，应做好雷雨季节前防雷装置安全性能的检测工作，及时发现和整改问题部位，消除安全隐患。易燃易爆场所，特别是陕北地区雷暴活动频繁地区的能化企业，应重视雷电灾害事故的防范和控制。项目选址阶段尽量避免选在易于形成雷暴的环境，建设施工阶段要严格按照相关规范完善防雷措施，投入运行后按时申请防雷装置安全检测，减少雷击事故的发生，尤其要避免易燃易爆场所因雷击造成或诱发的严重危害。