黃 嶸 許廣浩 馬 寧

(義烏市氣象局，浙江義烏322000)

1 雷電及雷電災(zāi)害

雷電是發(fā)生在大自然瞬間放電現(xiàn)象，并同時伴有聲、光的出現(xiàn)。當雷暴云中部分區(qū)域積累了足夠強的正(負)電荷，使得空間或地面某處的電場強度達到了擊穿大氣的值，則產(chǎn)生雷擊。雷擊(地閃)的峰值電流可達到幾萬到幾十萬安培，對地面人員及物體會造成很大威脅。自從人類使用了電話和電氣設(shè)備以來，出現(xiàn)了雷電災(zāi)害的新形式。特別是進入信息時代以來，一方面廣泛應(yīng)用的信息技術(shù)設(shè)備給人們帶來了便利、快捷和享受;另一方面雷擊電磁脈沖對信息技術(shù)的損害及造成電氣系統(tǒng)或電子系統(tǒng)運行中斷的影響又給人們帶來了不便和危險，高層建筑、電子信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、計算機設(shè)備和電氣設(shè)備等遭受雷擊愈加頻繁。因此，分析雷電災(zāi)害特征和成因顯得尤為重要。

雷電有著自己的特點：它帶有隨機性、局域性、分散性、突發(fā)性、瞬時性及三維性，這些鮮明特點，一方面使得對它的深入了解有了難度;另一方面也較難引起全社會的關(guān)注。有的雷害是由于人們的疏忽及無知造成的，因為雷害對某一點而言概率極低，往往是百年一遇或更少，大多數(shù)人往往不在意，這就有了隱患。

當雷擊造成人員傷亡及重大財產(chǎn)損失時被稱為雷電災(zāi)害。雷電的破壞作用主要由以下3方面引起。

(1)直接雷擊：是雷云直接對地面物體放電，一次短時雷擊的時間一般T半值時間＜2 ms;一次長時間雷擊一般2 ms＜Tlong＜1 s;但有很大的電流通過，可達100～200 kA，使空氣溫度驟然升到1萬～2萬℃，產(chǎn)生強烈的沖擊波，造成房屋損壞，人畜傷亡。當雷電流通過有電阻或電感物體時，能產(chǎn)生很大的電壓降和感應(yīng)電壓，破壞絕緣，產(chǎn)生火花，使設(shè)備損壞，甚至引起燃燒、爆炸，使危害進一步擴大。

(2)感應(yīng)放電：是附近落雷所引起的電磁作用的結(jié)果?？煞譃殪o電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩種：①靜電感應(yīng)是由于建筑物上空有雷云時，建筑物會感應(yīng)出與雷云所帶電荷相反的電荷，雷云向地面開始放電后，在放電通路中的電荷迅速中和，但建筑物頂部的電荷不能立刻流散入地，便形成很高的電位，造成在建筑物內(nèi)的電線、金屬設(shè)備、金屬管道放電，可能引起火災(zāi)、爆炸和人身事故。②電磁感應(yīng)是當雷電流通過金屬體入地時，形成強大的磁場，能使附近的金屬導(dǎo)體感應(yīng)出高電勢，在導(dǎo)體回路的開口處產(chǎn)生火花。

(3)由架空線路引入高電位：架空線路在直接雷擊或在附近落雷而感應(yīng)過電壓時，如不設(shè)法在路途使大量電荷流散入地，就會沿架空線路引進屋內(nèi)，造成電氣設(shè)備絕緣擊穿甚至損壞房屋等現(xiàn)象。

2 雷災(zāi)資料來源說明

義烏市雷電現(xiàn)象的觀測已經(jīng)有50多年的歷史，但是雷電災(zāi)害收集整理工作是2001年來才開展的，所以資料年限僅10 a。地閃次數(shù)收集從2008年開始，資料年限僅3 a。根據(jù)統(tǒng)計，義烏市年平均雷暴日數(shù)為49．9 d，2008—2010年地閃次數(shù)均保持在7000次左右(見圖1)。

圖1 2008—2010年地閃次數(shù)

3 雷電災(zāi)害的時空分布特征

3．1 雷電災(zāi)害的時間分布

圖2給出了2001—2010年義烏全市雷電災(zāi)害逐年發(fā)生次數(shù)。從圖表可以看出，2007年以后雷電災(zāi)害的次數(shù)呈逐年增多趨勢。出現(xiàn)這種結(jié)果可能與經(jīng)濟快速發(fā)展，城鄉(xiāng)高大建筑物增多、信息技術(shù)廣泛應(yīng)用、人們對雷電災(zāi)害認識提高重視程度增強、各級各部門高度重視雷電災(zāi)害工作和信息報送渠道增加等因素有關(guān)。雷電災(zāi)害發(fā)生的季節(jié)性變化明顯，一年四季均有發(fā)生，但多出現(xiàn)在夏季。

圖2 2001—2010年雷電災(zāi)害年際分布

圖3給出了2001—2010年義烏全市雷電災(zāi)害發(fā)生次數(shù)平均月變化。從圖表可以看出，雷電災(zāi)害主要集中分布在5—9月，其中7，8月最嚴重，6月次之，因此夏季成為雷電災(zāi)害的高發(fā)季節(jié)。這是因為夏季暖濕氣流旺盛、對流性天氣較多。

圖3 2001—2010年雷電災(zāi)害月變化

從雷電災(zāi)害發(fā)生的日變化看，午后至傍晚雷電災(zāi)害最多，早上和夜間相對較少。這和雷電發(fā)生的日變化特征接近。夏季地面溫度較高，午后低層大氣已經(jīng)充分受熱，溫度較高;而傍晚的云頂?shù)妮椛淅鋮s溫度較低，因此云內(nèi)的不穩(wěn)定性增大，若高層有冷平流配合，發(fā)生雷電等強對流活動的幾率較大。

3．2 雷電災(zāi)害的空間分布

義烏位于金衢盆地東部，浙江省地理中心地處境內(nèi)，屬亞熱帶季風氣候，境內(nèi)有中低山、丘陵、崗地、平原，土壤類型多樣，光熱資源豐富。從2001—2010年雷電災(zāi)害分布看(表1和圖4)市區(qū)(含稠城、江東、稠江、北苑)共發(fā)生44起，占39%;蘇溪鎮(zhèn)、廿三里街道分別為17起和16起，占15%和14%;大陳鎮(zhèn)和赤岸鎮(zhèn)均8起，占7%;雷電災(zāi)害的空間分布呈市區(qū)向南北輻射的明顯特征，且東北部高于南部，西部偏少。

市區(qū)雷電災(zāi)害多于鎮(zhèn)街，主要原因在于城區(qū)高大建筑物成群林立、現(xiàn)代通訊設(shè)施多且使用頻繁，容易引發(fā)雷電災(zāi)害。

表1 2001—2010年雷電災(zāi)害鎮(zhèn)街統(tǒng)計表

4 雷電災(zāi)害成因分析

圖4 2001—2010年雷電災(zāi)害空間分布圖

義烏市的雷電災(zāi)害主要發(fā)生在人身安全、電子電器設(shè)備、火災(zāi)、建(構(gòu))筑物等方面。圖5為義烏市2001—2010年雷電災(zāi)害種類的分布狀況。由圖表可見：人員傷亡事故14起，占雷電災(zāi)害的10．6%;火災(zāi)6 起，占雷電災(zāi)害的 4．6%;電子電器設(shè)備事故70起，占雷電災(zāi)害的53%;建(構(gòu))筑物事故43起，占雷電災(zāi)害32．6%。

圖5 2001—2010年雷電災(zāi)害種類分布

根據(jù)2001—2010年雷電災(zāi)害資料分析，人員傷亡事故14起，12起發(fā)生在農(nóng)村，占傷亡事故的85．7%，其原因大多是由于農(nóng)民不具備防雷基本知識，在田間、野外躲避雷雨時，往往在大樹下、涼亭內(nèi)避雨，在雷雨中騎自行車，手持金屬工具赤腳在高壓線桿附近行走等等。另外一個顯著特點是雷災(zāi)造成電子電器設(shè)備損壞嚴重，導(dǎo)致供電中斷、有線電視、通訊網(wǎng)絡(luò)中斷，主要是因為現(xiàn)代社會高度依賴信息技術(shù)，而信息技術(shù)以微電子技術(shù)為基礎(chǔ)，微電子設(shè)備耐壓性差，對電磁脈沖特別敏感，雷電產(chǎn)生的雷擊電磁脈沖對微電子設(shè)備產(chǎn)生的破壞作用不像直擊雷那樣只是一個點，而是一片區(qū)域，災(zāi)害影響波及千家萬戶、社會經(jīng)濟生活的各個方面。這也正是雷電災(zāi)害增多的主要原因。

5 結(jié)語

5．1 義烏市雷電災(zāi)害的空間分布特點呈市區(qū)向南北輻射的明顯特征，且東北部高于南部，西部偏少。

5．2 義烏市雷電災(zāi)害一年四季均有發(fā)生，但季節(jié)性變化明顯，雷電災(zāi)害主要集中分布在5—9月，其中7，8月最嚴重。從雷電災(zāi)害發(fā)生的日變化看，午后至傍晚雷電災(zāi)害最多，早上相對較少，這和自然雷電發(fā)生的日變化比較接近。

5．3 根據(jù)義烏全市雷電災(zāi)害資料分析，雷電災(zāi)害造成的人員傷亡主要發(fā)生在農(nóng)村，城市雷電災(zāi)害主要是電子電器設(shè)備和信息系統(tǒng)遭受破壞。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，雷電災(zāi)害趨于增多。

其實，雷電的本身并沒有變，而是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得人類社會的生產(chǎn)、生活狀況發(fā)生了巨大的變化。因此，當代防雷工作的重要性、迫切性、復(fù)雜性大大增加了。雷電的防御已從直擊雷防護到系統(tǒng)防護，我們必須站到時代的新高度來認識和研究現(xiàn)代防雷技術(shù)，提高人類對雷電災(zāi)害防御的綜合能力。

由于資料統(tǒng)計年限較短，自身學(xué)識水平有限，加上各種主客觀原因，如偏遠山區(qū)未被發(fā)現(xiàn)的雷擊事件，對雷電災(zāi)害存在不科學(xué)認識不愿意上報，個別單位和個人為了自身的某種利益和需求而隱瞞雷電災(zāi)害事故等等，從而可能導(dǎo)致雷電災(zāi)害信息搜集上報的不完整性。因此，義烏市未來雷電災(zāi)害分布特征仍有可能會出現(xiàn)一定的變化。

［1］ 陳渭民．雷電學(xué)原理［M］．北京：氣象出版社，2003：31-33．

［2］ 關(guān)象石．雷電災(zāi)害及防雷技術(shù)的發(fā)展［N］．中國氣象報，2006-09-09(004)．

［3］ 朱乾根，林錦瑞，朱紹文．天氣學(xué)原理和方法［M］．北京：氣象出版社，1981．

［4］ 機械工業(yè)部．建筑物防雷設(shè)計規(guī)范GB50057-94(2000年版)［S］．北京：中國計劃出版社，2000．