满洲里市体育场雷击风险评估雷电参数分析

马艳清

（满洲里市气象局，内蒙古满洲里 021400）

1 满洲里市体育场地理位置参数

满洲里市体育场工程位于满洲里市外环路和华阜大街十字路口东北角地块。建筑类型为乙级体育建筑，中型体育场。总建筑面积22 713.03 m2，总用地面积26.81064 hm2，建筑基底面积：18 197.7 m2，容积率：0.085。总高度为33.72 m，建筑直径289 m，地上2层。本工程为现浇钢筋混凝土框架结构，钢网壳屋盖。体育场观众席座位共21 247个，其中贵宾席130个，观众席兼做记者席、评论席、运动员席座位855个，残疾人10座。

2 满洲里市体育场设施情况

设有比赛场地，北区为商业设备用房，西区为商业、餐饮、新闻媒体用房、贵宾用房和运动房用房，观众席和配套卫生间、办公用房、室外休息环廊和室外大平台。

3 雷电参数

3.1 雷电日概况

根据满洲里市气象局雷电统计资料分析，体育场项目所在地雷暴日为多雷区。

3.2 雷电活动的气候特征

根据近30年该项目体育场区域所在地的雷电活动资料，该项目所在地雷暴日情况如下图所示：根据图1可以估算出平均每年的雷暴日大概为24天。在80年代至90年代中期雷暴日普遍较高，之后有减少的趋势，但到了2008年后又有增多的趋势。

根据近30年该项目区域所在地的雷电活动资料，该项目所在地历年每月雷暴日分布情况如图1所示。

根据近30年体育场项目区域所在地的雷电活动资料，该项目所在地雷电期日数情况如图2所示。

从图1、图2、表1来看，体育场项目区域雷电活动的气候特征为：该区域累年平均雷电持续期为107天，年平均雷暴日数为24.1天，90%以上的雷暴发生在6—8月份。雷电持续期最长为136天，年雷电日最多为36天，最早雷暴起始日为4月21日，最晚雷暴终止日为10月8日，最长雷暴日数为136天。雷电季节最长为4—10月，一般为5—9月，最短为6—8月。

表1 体育场项目区域历年雷电持续期观测统计表

图1 体育场项目区域历年每月雷暴日分布图

图2 体育场项目区域历年雷电持续期观测分布图

3.3 地闪活动分布规律

3.3.1 地闪频次年变化特征。满洲里市2020年观测到的地闪次数最多，为316次，其中正地闪25次，负地闪291次，负地闪占总地闪的比例约为92.1%。

3.3.2 地闪频次月变化特征。由满洲里市2020年地闪频次月分布图（图3）可以看出，满洲里市的地闪活动主要发生在6—8月，约占全年地闪总次数的98.7%，其中7月地闪频次最高，约占全年地闪总次数的49.4%。

图3 满洲里市2020年地闪频次月分布图

3.3.3 地闪频次日变化特征。由满洲里市2020年地闪频次日分布图可以看出，满洲里市的闪电活动表现出“双峰单谷”的特征，闪电活动主要集中在2～3时与17～18时，这两个时间段的地闪频次占全天的44%。

3.3.4 地闪强度变化特征。从满洲里市的正负地闪电流强度累积概率分析可以看出，负地闪主要集中在15～25 kA，该等级范围占负地闪总数的54%；正地闪变化较为稳定，各个强度段内差别不大。

3.3.5 地闪空间分布特征。从满洲里市地闪密度分布特征来看（图4），全市均有落雷，满洲里市中部与西北部的落雷相对集中，东南部落雷相对较少，2020年满洲里市年平均地闪密度最大值为10次/km2，位于满洲里市中部。

图4 满洲里市2020年地闪密度分布图

从满洲里市地闪强度分布图（图5）可以看出，地闪强度高的区域和地闪密度大的区域大致相同，地闪强度高的区域主要集中在满洲里市的中部与西北部。满洲里年平均地闪强度最大值为76.12 kA/km2，位于满洲里市中部。

图5 满洲里市2020年地闪强度分布图

3.4 雷电活动路径分析（雷电的主导方向和次主导方向）

根据近30年体育场项目区域所在地的雷电人工观测资料，其雷电活动玫瑰图如图6所示。

图6 体育场项目区域历年雷暴发生方位分布玫瑰图

从该雷电活动玫瑰图可以看到：体育场项目区域雷电的主导方向为SW，次主导方向为W、S、SE，在设施布局及防护时，须考虑防止主导和次主导方向来的雷击。

4 结语

满洲里市体育场地处空旷，为大型密集场所，结合地理位置参数及体育设施情况，分析雷电特征及规律，对开展雷击风险评估非常必要。