黄南州雷电活动特征及其对农牧业的影响及应对措施

任 强，徐开宇，王 敏

（黄南州气象局 青海,黄南 811399）

雷电灾害是最严重的自然灾害之一，我州每年雷电灾害频发，对经济社会发展、社会和谐稳定，尤其是对人民生命财产安全构成了严重威胁。近年来随着社会对雷电灾害关注重视，雷电灾害预报预警工作就显得尤为重要，其中雷电强度指数和雷电持续时间在雷电预报预警中占据重要地位，部分地区对于闪电资料分析一筹莫展，本课题提出应用高时空分辨率的雷电定位系统，其探测信息在被用于确定雷电天气过程发生发展的趋势和强度方面可发挥重要作用，从而提高黄南地区闪电资料在雷电预报预警及雷电灾害风险评估工作中的应用效果。从而完善黄南气象防灾减灾体系建设，强化综合防灾减灾能力。

1 分析方法

利用2019年青海省黄南州闪电定位仪探测资料，剔除雷电流绝对值小于2kA和大于200kA的雷电定位数据。统计黄南州内的6小时间间隔的地闪次数，将6小时时间间隔内均有地闪记录的过程记为一次雷电过程，即当一个时段六小时内无地闪发生则视为雷电结束。

将一次雷电过程的时间求和就得到该过程雷电持续时间(单位：min)，即

T总T终T始上式中，T始为此次雷电天气过程中第一次出现地闪的时间，T终此次雷电天气过程中最后一次发生地闪的时间，T总反应了一次雷电过程总的持续时间。

上式中，N为一次雷电天气过程中的总地闪次数，Nmax为各个雷电天气过程中总地闪次数的最大值。由式2可知T的大小反应了雷电的强弱程度，雷电强度指数越是趋近于零，雷电强度越弱；雷电强度指数越是大，雷电强度越强。

2 地闪与雷电日的月分布特征（见图1，表1）

表1 年内雷电日数和地闪次数

2019年黄南州的雷电天气由4月开始到10月结束，持续时间达7个月。共记录雷电日92天，约占全年总天数的1/4；共记录地闪次数为9295次。由图1青海省黄南州雷电日与地闪的月分布可见，黄南地区的雷电天气集中在6-8月份，占总次数的68.4%，其中7月最为集中，共出现了2486次，发生地闪次数占年电扇次数总数的26.7%，其次是6月，共出现了1975次，发生次数占年雷电地闪总数的21.2%；4月出现次数很少，共出现了229次，发生次数占年雷电地闪总数的2%。12月到次年3月无雷电活动发生。

图1 雷电日与地闪的月分布

3 雷电强度与雷电持续时间的相关性

在接下来的研究中，把青海省黄南州地区分割为矩形的格点数据，格点间的间距为一个经纬度（1°×1°），计算黄南州2019年里每一次雷电天气过程中每个格点的地闪数，列出雷电强度及雷电持续时间的预报方程（见图2）。

利用最小平方法，能够算出雷电强度指数与雷电持续时间的一元线性回归方程和一元线性回归关系图。一元线性回归方程：

式3为雷电强度与雷电持续时间的一元线性回归方程。

图2为雷电强度与雷电持续时间的一元线性回归关系图。

图2 雷电强度与雷电持续时间的相关性

由式3和图2可知雷电强度与雷电持续呈正指数相关关系，这表明雷电强度就越强，雷电持续时间越长。

根据闪电定位仪资料推算取得雷电强度与雷电持续时间的相关系数为0.54，能够表明拥有不错的的相关性。

4 雷电灾害及防御措施

雷电是一种局地性较强的气象灾害，黄南州雷电常出现在每年的6～8月，正值农作物生长发育阶段和虫草采挖关键时期，而且雷电发生频次高，雷电高发区容易受到经济损失和人员伤亡。根据雷电发生规律和农林牧渔的特点，雷电灾害对黄南州的主要影响有北部地区的设施农业和南部地区的虫草采挖等。

4.1 雷电对农林牧渔的影响

4.1.1 对北部河谷地区设施农业的影响 黄南北部河谷地区主要是农业生产为主，发展规模比较大，主要是以粮食作物、油料作物、马铃薯、豌豆、金黄果等为主的经济作物，设施农业成为当地农民脱贫致富的重要途径和引领当地农业现代化建设的品牌示范区。设施农业生产场所通常在野外相对位置比较高且比较开扩空旷的地带而易遭雷击的地理位置特殊性、设施农业使用的设施既有电子自动控制系统又有低压电气系统导致其雷电防护的复杂性、设施农业工作人员雷雨天气生产作业遭受雷击的可能性,导致设施农业雷击事故时有发生,造成了人员和财产损失,影响了设施农业效益发挥。

4.1.2 对南部高原地区虫草采挖的影响 每年的4月到6月，高原积雪消融，姗姗来迟的春风吹散了高原漫长的冬季，万物开始复苏，随之进入虫草采挖季。黄南州南部地处青藏高原腹地，夏季强对流天气旺盛，生产活动多，人员流动大，特别是虫草采挖期时常出现雷电致人伤亡事件，对人民群众生命财产带来较大损失。造成人畜伤亡等损失、影响较大，为地方政府、社会各界和公众所关注。

4.2 雷电防御对策

4.2.1 加强雷电监测，提高预报预警能力 加强雷电监测技术、雷电致灾机理、雷电灾害调查鉴定和防护技术研究，强化核心技术的攻关克难，推进气象灾害防御技术方法的引进和转化应用工作。建设覆盖整个黄南及其周边地区的雷电定位探测网，利用已建的自动气象站观测网及天气雷达，建立综合监测资料处理中心，开发研制适合黄南气候特点的雷电监测预警综合平台，建立监测、传输、预警、保障、备份等系统有机组成、相互协调、快速响应的雷电监测预警系统，达到实时监测、提前预警、及时发布、快速响应，最大限度减少黄南地区因雷电灾害所造成的生命和财产损失，并为未来在黄南雷电预警的进一步研究开发建立必要的技术手段。

4.2.2 加强宣传提高雷电灾害防御的意识 加强雷电宣传制度建设，开展雷电宣传科普工作调研，强化在新形势下联合主流媒体扩大雷电宣传科普传播覆盖面研究，寻求更有效的途径和办法。做好雷电预报预警信息发布和雷电防灾减灾的宣传与科普工作。联合媒体、电信、移动等平台，及时做好信息发布服务提示和科学解释工作。围绕世界气象日、全国防灾减灾日等主题日，积极组织策划雷电宣传科普活动,从源头上将雷电灾害隐患控制在最低范围。

4.2.3 改善生态环境，减少雷电灾害 在北部河谷地区大面积种植花草树木，南部高原牧区调整畜群结构，充分利用夏季草场的牧草优势，适时转场轮牧，发展季节性畜牧生产，增加植被覆盖率，缩小下垫面的热力差异，扰乱强对流发生，减少雷电发生几率。在雷电多发地带，调整产业发展结构，增种抗灾能力和恢复能力强的作物。

4.2.4 持续开展防雷检测 为了保障黄南州农木业生产安全运行，重视防雷检测工作，制定针对性的检测方案。严格按照有关防雷电技术规范，为黄南州农牧业的安全生产提供有力的技术支持和安全保障。

5 结论

通过以上对黄南州雷电月分布特征、雷电强度及持续时间的分析可以得到如下初步结论：

（1）从2019年的雷电日地闪次数统计结果来看，主要集中在6～8月，占全年总地闪次数的68.4%，而7月最多达2486次，12月到次年3月无雷电活动发生。

（2）本文雷电持续时间是以6小时内10分钟5次作为计数的，可以得出黄南雷电的大体特点。得出雷电强度指数与雷电持续时间呈正指数相关关系，这表明雷电强度越强，雷电持续时间越长。

（3）黄南州主要以农牧业为主，雷电灾害的频发可能对虫草采挖和设施农业等造成严重的人员伤亡和经济损失。调整畜群结构，通过增加植被覆盖率，降低雷电的发生几率。