福鼎市雷暴气候特征及气象防雷减灾对策

2022-09-08 06:02郑宗贤唐志勇
农业灾害研究 2022年7期
关键词:日数雷暴雷电

郑宗贤,刘 洋,唐志勇

1.福建省宁德市防雷中心,福建宁德 352000;2.福建省福鼎市气象局,福建福鼎355200

雷电是一种常见的自然现象,发展深厚的积雨云可引起云地之间的放电现象,导致地面上建筑物或行人受到伤害而需加以防范[1]。在气象工作实践中,雷暴是强对流天气引起的,因此,预报难度较大,误报现象时有发生。但一地的雷暴气候特征和本地地理、气象环境有一定关联,可以通过资料分析得出雷暴发生的一些规律,一定程度上可以减少本地因雷电灾害造成的生命财产损失。随着我国经济社会的发展,福鼎市高层建筑物数量增多,建筑物分布密度高,雷电灾害的影响范围越来越广。气象部门应加强气象灾害监测,完善预警系统建设,科学编制气象灾害防御规划,采取有效措施,增强本地雷电灾害防御能力。度76%,年日照时数1 634.9 h,年平均降水量达1 720.0 mm,降水丰沛,一年中降水量主要集中在3—9月,主要分为2个多降水时段,即5—6月的雨季(前汛期)和7—9月的台风季(后汛期)。福鼎市为临海城市,极易受到海上登陆台风影响,特大暴雨多为台风影响造成的。由于夏季炎热多雨,加上境内海陆海拔落差较大,呈现出明显的立体气候,同时也是形成强对流天气的有利形势,每年的4—9月是雷雨天气多发时期。

1 福鼎市气候特点分析

福鼎市属亚热带海洋性季风气候,气候温和,雨量适中,冬少严寒,夏少酷暑。春季多受冷空气影响,气温变幅较大;夏季多为高温潮湿天气,对流性天气频繁,降水相对集中,台风活动多,容易造成暴雨洪涝灾害;秋季平均气温高于春季,秋高气爽;冬季冷空气势力强,以晴冷天气为主,山区偶有降雪。全市年平均气温为19.2℃,年平均相对湿

2 福鼎市雷暴特征

2.1 雷暴日数的年际变化特征

如图1所示,福鼎市1981—2011年雷暴日数在32~70 d之间,逐年平均雷暴日数为47 d,年均雷暴日数最多在1983年,为70 d,最少在2003年,为32 d,二者相差38 d,雷暴日数年际变化较大。20世纪80年代福鼎市年平均雷暴日数最多,为53 d,进入20世纪90年代,年平均雷暴日数较80年代出现明显减少,平均47 d,与近31年平均值持平,21世纪的11年雷暴日数继续下降,年平均42 d。整体上看,福鼎市年雷暴日呈明显的下降趋势,气候趋势率为-4.71 d/10年,这与我国整体年均雷暴日数在波动中减少这一结论一致。

图1 福鼎市1981—2011年雷暴日数的年变化趋势

2.2 雷暴的季、月变化特征

1981—2011年福鼎市各月都有雷暴现象出现,以3—5月为春季、6—8月为夏季、9—11月为秋季、12—翌年2月为冬季来划分,则一年之中夏季雷暴出现日数最多,平均为27 d,占全年总数的56.8%;春季雷暴出现日数次之,平均为13 d,占全年总数的28.2%;秋季雷暴出现日数平均为6 d,占全年总数的12.7%;冬季最少,平均雷暴日数仅为1d,占全年总数的2.3%。

福鼎市雷暴日数的月际变化有显著的单峰型特征(图2),最高值一般出现在8月,此时正值台风天气多发期,强对流天气频发,出现雷暴的概率较高。在1、11、12月极少有雷暴发生,尤其是1月,31年中仅有2个年份出现雷暴,1—2月和10—12月份各月平均雷暴日均不超过1 d;每年的4—9月为宁德市雷暴高发期,雷暴日数平均为41 d,占全年雷暴日数的87%,应加强防雷减灾措施。

图2 福鼎市1981—2011年雷暴日数的月分布特征

2.3 雷暴的日变化特征

通过对福鼎市1981—2011年的雷暴发生时段的统计分析可以看出,福鼎市一天中各个时段均可出现雷暴,但雷暴发生多集中在13:00~20:00,因为雷电是在空气发生强烈对流运动的情况下产生的,它的发生与大气稳定度有着密切关系,大气越不稳定雷电越容易产生,尤其是夏季地面受到强烈的阳光照射,午后是地面气温最高时段,也是大气在一天中最不稳定的时期,因此该时段内强对流运动发展迅速。如果这时空气湿度大,水汽丰富,极易出现雷阵雨天气。

从图3可以看出,一日中出现2个峰值,其中06:00~10:00期间雷暴出现次数相对较少,年平均仅为1.0~1.5 d;自11:00开始雷暴发生频次逐渐上升,13:00~18:00为1天 之 中 雷 暴 发 生 最为集中的时间段,占雷暴频次总数的50.9%。14:00出现第一个峰值,年平均出现9.7 d;15:00~19:00期间雷暴频次逐时递减,至20:00雷暴频次达到一天中的第2个峰值,也是最高峰值,近31年期间年平均出现10.3 d,之后雷暴出现频率迅速下滑并逐渐减少。此外,福鼎市年均气温最高值一般会出现在一天中的15:00~19:00,相较于雷暴频次最高值出现时段提早1~2 h,平均最低气温则多出现在凌晨04:00~06:00,比雷暴频次最低值出现时段也提早1~2 h,这表明福鼎市雷暴频次出现规律会受到气温的一定影响。

图3 福鼎市1981—2011年期间一日中雷暴发生时段特征

2.4 雷暴的初终日特征

近31年来,福鼎市雷暴初雷日最早出现在1月7日(1989年),最晚出现在4月17日(2011年);初雷日出现在2月15日前的频率为32.2%,出现在3月15日前的频率为74.2%,出现在3月31日前的频率为93.5%。近31年福鼎市终雷日最早结束于8月30日(2001年),最晚于12月27日(1992年)结束;终雷日在9月30前结束的频率为35.5%,在10月31日前结束的频率为54.8%,在11月30日前结束的频率为90.3%,终雷日结束在12月份的频率仅为6.5%。年雷暴初、终日的平均间隔日数为233 d,最长为340 d,最短为178 d,可见初、终雷日出现(结束)日期的年际间变化较大,因此雷暴期持续时间的年际间差异也较大。

2.5 雷暴的持续时长

1981—2011年福鼎市雷暴持续时长一般4 h以内,持续时长达4 h以上的较少。雷暴持续时长在4 h以内的次数年平均87次,占全年总数的97.8%;出现时长在2 h以内的雷暴次数年平均75次,占全年总次数的83.9%;出现时长在1 h以内的次数年平均为48次,占全年总次数的53.6%;持续在4 h以上的次数年平均为2次,占全年总次数的2.3%。

近31年,福鼎市春季雷暴时长持续在4 h内的次数共出现840次,占春季雷暴总次数的98.7%;持续时长在2 h内的次数共748次,占春季雷暴总次数的87.9%;持续时长在1 h内的次数有516次,占春季雷暴总数的60.6%;持续时长在4 h的次数仅11次,占春季雷暴总次数的1.3%。

近31年,福鼎市夏季雷暴持续时长在4 h以内的次数共有1 509次,占夏季雷暴总次数的97.7%;持续时长在2 h内的次数有1 245次,占夏季雷暴总次数的82.4%;持续时长在1 h内的次数为786次,占夏季雷暴总数的50.9%;持续在4 h以上的次数为36次,占夏季雷暴总次数的2.3%。

近31年,福鼎市秋季雷暴持续时长在4 h内的次数为310次,占秋季雷暴总次数的96%;持续时长在2 h内的次数共有256次,占秋季雷暴总次数的79.3%;持续时长在1 h以内的次数为152次,占秋季雷暴总数的47.4%;持续时长在4h以上的次数为36次,占秋季雷暴总次数的11.1%。

近31年,福鼎市冬季雷暴持续时长在4h以内的次数为46次,占冬季雷暴总次数的93.9%;持续时长在2 h以内的次数为43次,占冬季雷暴总次数的87.8%;持续时长在1 h内的次数为30次,占冬季雷暴总数的9.3%;持续在4 h以上的次数有3次,占冬季雷暴总次数的6.1%。

2.6 雷暴的空间特征

河流和山地丘陵等地形会对雷暴的移动路径和发展速度产生一定影响[2]。当雷暴接近山区时,具有相当高度的山脉会对雷暴移动产生阻挡作用,由于地形抬升作用影响,空气对流更旺盛,雷暴云得到增强,并且沿着山脉走向移动,易在山坳里打转,待至山口处便迅速离开。当有势力强劲的雷暴云遇到海拔高度不高的山脉时,会翻越山脉,翻越时其强度增加,翻越后则强度减弱,因此山区多雷暴[3]。根据福鼎市雷电空间分布资料得出,西北多山地区为雷电高发区,年均雷暴日数在平均数之上,沿海地势较低地区雷暴日数较少,因此,本市雷暴空间分布特征和海陆热力性质差异有关,也与封面天气系统影响的频率和历时有关。

3 福鼎市气象防雷减灾的对策

3.1 完善防雷管理机制

健全以政府为主导、气象部门主管、有关部门积极配合的防雷管理机制[4]。在全市范围内建立完善的防雷安全重点单位监管体系,跨部门联合开展“双随机,一公开”专项检查,完善防雷安全重点单位的日常监管工作台账,做到“一企一档”。

3.2 提高雷电监测和预警水平

雷电监测设备的安装布置点选择性倾向于雷电高发区域,做到气象监测全覆盖,信息及时共享,雷电监测网建设和完善要逐步按照预先规划加以落实。气象部门每年定期对全市闪电定位仪等设备进行巡检与运维保障,汛前对全市闪电定位仪等设备进行运维保障。有序开展对雷电监测设备的野外校准标定、数据质量控制等工作,及时完成对三维闪电定位仪服务器的运维、系统软件升级等工作,确保雷电监测数据正常传输。可筹建全市雷电数据中心,开展针对旅游景区等应用场景的雷电大数据应用服务,例如,向景区提供雷电预警专项服务,在景区索道站控制室等处安装现场报警装置,拓宽雷电灾害防御与安全专业化服务内容。

3.3 做好防雷监管和技术性服务工作

加强行政许可和防雷执法,定期组织有关工作人员学习相关防雷管理办法和相关配套技术规范和图集,让防雷监管有法可依、有规可循。做好雷击风险评估技术服务工作,通过定量分析,为大型工程建设项目提供科学决策的依据[5]。做好防雷装置设计评价技术服务工作,提供可靠的防雷装置技术性审查意见,力求设计达到安全可靠、技术先进、经济合理的标准。做好防雷装置检测技术服务,提供防雷装置安全性能监测报告,及时整改存在的隐患。提供雷击灾害成因的技术性意见,为雷击灾害事件的处理和灾后整改及预防提供科学、客观的参考意见。

4 结束语

根据福鼎市所处的地理位置和气候特征,遵循雷暴发生的时空和空间变化特点,气象部门应积极开展防雷减灾宣传工作,尤其是针对偏远落后的山区等地,深入开展防雷工作,不断增强社会公众防雷意识,增强防雷自救和互救能力。同时,要不断完善雷电灾害监测预报系统,有效获取灾害性天气发生发展相关监测产品,及时制作气象灾害预报预警信息向社会公众发布,确保群众能在第一时间内接收到气象灾害预警信息,并提前做好防御,减少和避免灾害发生。而且,气象部门还要加强雷电防护工程建设,强化防雷装置安装、审核及检测,保障人民群众生命财产安全。

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