龍思朝

(貴州省防雷減災(zāi)中心，貴州 貴陽 550002)

氣象數(shù)據(jù)在雷電風險評估中的應(yīng)用

龍思朝

(貴州省防雷減災(zāi)中心，貴州 貴陽 550002)

該文按照雷電風險評估對氣象數(shù)據(jù)的應(yīng)用要求，分別介紹氣象數(shù)據(jù)的分類及其統(tǒng)計方法;氣象數(shù)據(jù)的引用及注意事項;氣象數(shù)據(jù)的分析及其在雷電風險評估中的廣泛應(yīng)用;氣象數(shù)據(jù)的可行性論證要求。

氣象數(shù)據(jù);雷電風險評估;應(yīng)用

1 引言

近年來，隨著經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展需要，雷電風險評估工作已受到國家及其有關(guān)部門的高度重視。2000年1月1日，我國頒布實施的《中華人民共和國氣象法》第三十四條規(guī)定：各級氣象主管機構(gòu)應(yīng)當組織對城市規(guī)劃、國家重點建設(shè)工程、重大區(qū)域性經(jīng)濟開發(fā)項目和大型太陽能、風能等氣候資源開發(fā)利用項目進行氣候可行性論證;2005年2月1日，中國氣象局頒布實施的《防雷減災(zāi)管理辦法》第二十七條規(guī)定：各級氣象主管機構(gòu)應(yīng)當組織對本行政區(qū)域內(nèi)的大型建設(shè)工程、重點工程、爆炸危險環(huán)境等建設(shè)項目進行雷擊風險評估，以確保公共安全;同年4月1日，中國氣象局頒布實施的《防雷裝置設(shè)計審核和竣工驗收規(guī)定》第八條規(guī)定：需要進行雷擊風險評估的項目，需要提交雷電風險評估報告;2009年1月1日，中國氣象局頒布實施的《氣候可行性論證管理辦法》對與氣候條件密切相關(guān)的規(guī)劃和建設(shè)項目進行氣候適宜性、風險性以及可能對局地氣候產(chǎn)生影響的分析、評估活動提供科學依據(jù)。

雷電風險評估是一項綜合、復(fù)雜而又動態(tài)的工作，包括的內(nèi)容和影響的因素比較多。其中，氣象數(shù)據(jù)是雷電風險評估內(nèi)容中最基礎(chǔ)，也是最重要的因素之一。因此，本文按照雷電風險評估對氣象數(shù)據(jù)的應(yīng)用要求，分別介紹氣象數(shù)據(jù)的分類及其統(tǒng)計方法;氣象數(shù)據(jù)的引用及注意事項，氣象數(shù)據(jù)的分析及其在雷電風險評估中的廣泛應(yīng)用;氣象數(shù)據(jù)可行性論證等。

2 氣象數(shù)據(jù)的分類及其統(tǒng)計方法

氣象數(shù)據(jù)的分類：一般把氣象數(shù)據(jù)分為氣候資料和天氣資料兩種。前者通常所指的是用常規(guī)氣象儀器所觀測到各種原始資料的集合以及加工、整理、整編所形成的各種資料，而后者是為天氣分析和預(yù)報服務(wù)的一種實時性很強的氣象資料，一般指氣象要素。

目前，氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法主要分為歷年值統(tǒng)計和累年值統(tǒng)計兩種。前者是指統(tǒng)計氣象資料時，針對所有記錄年代中的每一年求得的不同時段(年、月、日)的統(tǒng)計值(平均值、總量、極值)，后者是指統(tǒng)計氣象資料時，針對整個記錄年代求得的不同時段(年、月、日)的統(tǒng)計值(平均值、總量、極值)。通常要求統(tǒng)計量要有較長的時間記錄，以便使所得的統(tǒng)計結(jié)果比較穩(wěn)定，一般應(yīng)取連續(xù)30a以上的記錄，對不足30a的記錄情況，按實有記錄資料整理編制。如：國家雷電監(jiān)測網(wǎng)資料。

3 氣象數(shù)據(jù)的引用及注意事項

氣象數(shù)據(jù)的引用必須是來至建設(shè)項目所在行政區(qū)域內(nèi)氣象臺(站)、監(jiān)測網(wǎng)等的觀測、統(tǒng)計資料。同時應(yīng)注意建設(shè)項目地點與擬引用數(shù)據(jù)的氣象臺(站)、監(jiān)測網(wǎng)的距離、地形等因素對數(shù)值的影響。對地勢平坦的區(qū)域，它們之間的水平距離在50km以內(nèi)，海拔高差在100m以內(nèi)時可以直接引用，否則應(yīng)使用與建設(shè)地點相鄰的兩個氣象臺(站)、監(jiān)測網(wǎng)的氣象資料，按內(nèi)插法取值;對地勢崎嶇的區(qū)域，氣候受山脈的走向、高度、地形形態(tài)、坡度等因素的影響，地方性差異大，選取氣象數(shù)據(jù)時應(yīng)采用鄰近氣象臺(站)、監(jiān)測網(wǎng)的長年代資料和項目現(xiàn)場的探測(觀測)數(shù)據(jù)對比取值。

4 氣象數(shù)據(jù)分析及其在雷電風險評估中的應(yīng)用

雷電風險評估中涉及的氣象數(shù)據(jù)主要有：雷暴日、地閃密度、雷電小時、正負閃雷電流(強度、分布及極值)及雷電的季節(jié)變化等。

4.1 雷暴日

指在指定區(qū)域內(nèi)一年四季所發(fā)生雷電放電的天數(shù)，用來表征某區(qū)域雷電強度的一個物理量，用Td表示。通過觀測和統(tǒng)計，可獲得指定區(qū)域的年平均雷暴日數(shù)、月平均雷暴日數(shù)、最高雷暴日數(shù)、最早出現(xiàn)雷電日的時間、最晚終結(jié)雷電日的時間、雷電活動主要發(fā)生的月份以及出現(xiàn)平均雷暴日最高的月份等，這些數(shù)據(jù)將能客觀地反映該地區(qū)雷電活動的一般性規(guī)律。當測量地閃密度有困難時，雷暴日將作為計算雷擊大地年平均密度的重要依據(jù)。

4.2 地閃密度

用來表征表征雷云對地放電的頻繁程度的量，用Ng表示，單位為：次/(km2·a)。通過雷電監(jiān)測網(wǎng)的探測和統(tǒng)計，可獲得指定區(qū)域內(nèi)需要的雷擊大地年平均次數(shù)和密度值，它是估算建(構(gòu))筑物年預(yù)計雷擊次數(shù)和評估風險的重要組成參數(shù)。

4.3 雷電小時

指不同地區(qū)每個雷暴日內(nèi)共計發(fā)生的雷電活動時間長短，用雷電小時作為單位，即把一個小時內(nèi)聽到一次或一次以上的雷聲計為一個雷電小時。對它的年、月、日平均統(tǒng)計資料分析，可以反映出某個區(qū)域發(fā)生首次雷擊、后續(xù)雷擊、長時間雷擊以及各種雷擊組合的活動規(guī)律，并為雷電環(huán)境評估提供多種不同的雷電流參量。

4.4 正負閃雷電流強度及其分布和極值

通過閃電定位數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析，可以獲得指定區(qū)域地閃強度的數(shù)值分布;雷電流最大正閃強度、最大負閃強度、平均正閃強度、平均負閃強度、平均綜合閃電強度;雷電流累積概率分布。這些參數(shù)指標是雷電風險評估應(yīng)用于建筑物內(nèi)部磁場強度計算和浪涌保護器設(shè)計的重要科學依據(jù)。

4.5 雷電的季節(jié)變化

雷電的季節(jié)變化可以通過雷電監(jiān)測網(wǎng)、氣象臺(站)觀測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析，得出指定區(qū)域一年四季的地閃月分布規(guī)律，主要是了解和掌握雷電活動的多發(fā)期，特別是高發(fā)期的具體月份指標，它將為建設(shè)項目的施工安全性雷電風險評估提供合理、科學的施工計劃和防御安排。

4.6 雷電的日變化

雷電的日變化可以通過閃電定位資料進行統(tǒng)計分析，得出指定區(qū)域24h內(nèi)雷電活動的日分布規(guī)律，主要是了解和掌握雷電可能發(fā)生的重要時段，主要應(yīng)用在雷電風險評估指導(dǎo)施工現(xiàn)場作業(yè)在雷暴天氣來臨時的應(yīng)急準備和臨時采取的防護措施。

雷電風險評估報告中涉及的雷暴日、地閃密度、雷電小時、正負閃雷電流(強度、分布及極值)以及雷電的季節(jié)變化等氣象數(shù)據(jù)，各級氣象主管機構(gòu)應(yīng)當按照《氣候可行性論證管理辦法》規(guī)定，在上級氣象主管機構(gòu)和本級人民政府的領(lǐng)導(dǎo)下，組織管理本行政區(qū)域內(nèi)的氣候可行性論證工作。

5 結(jié)束語

①氣象數(shù)據(jù)是雷電風險評估報告中最基礎(chǔ)、最重要的資料之一，應(yīng)當高度重視它的引用來源、統(tǒng)計方法、科學分析與處理，并通過專家論證后，才能確保其具有代表性、準確性和比較性，也才能確保雷電風險評估所得的結(jié)論科學、客觀和準確。

②通過現(xiàn)場探測所取得的氣象數(shù)據(jù)，還應(yīng)當對探測儀器、探測方法和探測環(huán)境進行相關(guān)說明。

TM86

B

1003-6598(2011)02-0058-02

2010-12-16

龍思朝(1979-)，男(苗族)，工程師，主要從事防雷設(shè)計技術(shù)鑒定評價、環(huán)境雷電風險評估工作。