氣象數(shù)據(jù)在雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用

龍思朝

(貴州省防雷減災(zāi)中心，貴州 貴陽(yáng) 550002)

氣象數(shù)據(jù)在雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用

龍思朝

(貴州省防雷減災(zāi)中心，貴州 貴陽(yáng) 550002)

該文按照雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)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(jì)方法;氣象數(shù)據(jù)的引用及注意事項(xiàng);氣象數(shù)據(jù)的分析及其在雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)估;應(yīng)用

1 引言

近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展需要，雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作已受到國(guó)家及其有關(guān)部門的高度重視。2000年1月1日，我國(guó)頒布實(shí)施的《中華人民共和國(guó)氣象法》第三十四條規(guī)定：各級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)組織對(duì)城市規(guī)劃、國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)工程、重大區(qū)域性經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目和大型太陽(yáng)能、風(fēng)能等氣候資源開(kāi)發(fā)利用項(xiàng)目進(jìn)行氣候可行性論證;2005年2月1日，中國(guó)氣象局頒布實(shí)施的《防雷減災(zāi)管理辦法》第二十七條規(guī)定：各級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)組織對(duì)本行政區(qū)域內(nèi)的大型建設(shè)工程、重點(diǎn)工程、爆炸危險(xiǎn)環(huán)境等建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，以確保公共安全;同年4月1日，中國(guó)氣象局頒布實(shí)施的《防雷裝置設(shè)計(jì)審核和竣工驗(yàn)收規(guī)定》第八條規(guī)定：需要進(jìn)行雷擊風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的項(xiàng)目，需要提交雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告;2009年1月1日，中國(guó)氣象局頒布實(shí)施的《氣候可行性論證管理辦法》對(duì)與氣候條件密切相關(guān)的規(guī)劃和建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行氣候適宜性、風(fēng)險(xiǎn)性以及可能對(duì)局地氣候產(chǎn)生影響的分析、評(píng)估活動(dòng)提供科學(xué)依據(jù)。

雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是一項(xiàng)綜合、復(fù)雜而又動(dòng)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(fēng)險(xiǎn)評(píng)估對(duì)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(jì)方法;氣象數(shù)據(jù)的引用及注意事項(xiàng)，氣象數(shù)據(jù)的分析及其在雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(jì)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(cè)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(bào)服務(wù)的一種實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的氣象資料，一般指氣象要素。

目前，氣象數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法主要分為歷年值統(tǒng)計(jì)和累年值統(tǒng)計(jì)兩種。前者是指統(tǒng)計(jì)氣象資料時(shí)，針對(duì)所有記錄年代中的每一年求得的不同時(shí)段(年、月、日)的統(tǒng)計(jì)值(平均值、總量、極值)，后者是指統(tǒng)計(jì)氣象資料時(shí)，針對(duì)整個(gè)記錄年代求得的不同時(shí)段(年、月、日)的統(tǒng)計(jì)值(平均值、總量、極值)。通常要求統(tǒng)計(jì)量要有較長(zhǎng)的時(shí)間記錄，以便使所得的統(tǒng)計(jì)結(jié)果比較穩(wěn)定，一般應(yīng)取連續(xù)30a以上的記錄，對(duì)不足30a的記錄情況，按實(shí)有記錄資料整理編制。如：國(guó)家雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)資料。

3 氣象數(shù)據(jù)的引用及注意事項(xiàng)

氣象數(shù)據(jù)的引用必須是來(lái)至建設(shè)項(xiàng)目所在行政區(qū)域內(nèi)氣象臺(tái)(站)、監(jiān)測(cè)網(wǎng)等的觀測(cè)、統(tǒng)計(jì)資料。同時(shí)應(yīng)注意建設(shè)項(xiàng)目地點(diǎn)與擬引用數(shù)據(jù)的氣象臺(tái)(站)、監(jiān)測(cè)網(wǎng)的距離、地形等因素對(duì)數(shù)值的影響。對(duì)地勢(shì)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(shí)可以直接引用，否則應(yīng)使用與建設(shè)地點(diǎn)相鄰的兩個(gè)氣象臺(tái)(站)、監(jiān)測(cè)網(wǎng)的氣象資料，按內(nèi)插法取值;對(duì)地勢(shì)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(shí)應(yīng)采用鄰近氣象臺(tái)(站)、監(jiān)測(cè)網(wǎng)的長(zhǎng)年代資料和項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的探測(cè)(觀測(cè))數(shù)據(jù)對(duì)比取值。

4 氣象數(shù)據(jù)分析及其在雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用

雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)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(shí)、正負(fù)閃雷電流(強(qiáng)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(lái)表征某區(qū)域雷電強(qiáng)度的一個(gè)物理量，用Td表示。通過(guò)觀測(cè)和統(tǒng)計(jì)，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(shí)間、最晚終結(jié)雷電日的時(shí)間、雷電活動(dòng)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(dòng)的一般性規(guī)律。當(dāng)測(cè)量地閃密度有困難時(shí)，雷暴日將作為計(jì)算雷擊大地年平均密度的重要依據(jù)。

4.2 地閃密度

用來(lái)表征表征雷云對(duì)地放電的頻繁程度的量，用Ng表示，單位為：次/(km2·a)。通過(guò)雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)的探測(cè)和統(tǒng)計(jì)，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(jì)雷擊次數(shù)和評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的重要組成參數(shù)。

4.3 雷電小時(shí)

指不同地區(qū)每個(gè)雷暴日內(nèi)共計(jì)發(fā)生的雷電活動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)短，用雷電小時(shí)作為單位，即把一個(gè)小時(shí)內(nèi)聽(tīng)到一次或一次以上的雷聲計(jì)為一個(gè)雷電小時(shí)。對(duì)它的年、月、日平均統(tǒng)計(jì)資料分析，可以反映出某個(gè)區(qū)域發(fā)生首次雷擊、后續(xù)雷擊、長(zhǎng)時(shí)間雷擊以及各種雷擊組合的活動(dòng)規(guī)律，并為雷電環(huán)境評(píng)估提供多種不同的雷電流參量。

4.4 正負(fù)閃雷電流強(qiáng)度及其分布和極值

通過(guò)閃電定位數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析，可以獲得指定區(qū)域地閃強(qiáng)度的數(shù)值分布;雷電流最大正閃強(qiáng)度、最大負(fù)閃強(qiáng)度、平均正閃強(qiáng)度、平均負(fù)閃強(qiáng)度、平均綜合閃電強(qiáng)度;雷電流累積概率分布。這些參數(shù)指標(biāo)是雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估應(yīng)用于建筑物內(nèi)部磁場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)算和浪涌保護(hù)器設(shè)計(jì)的重要科學(xué)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(guò)雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)、氣象臺(tái)(站)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)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(dòng)的多發(fā)期，特別是高發(fā)期的具體月份指標(biāo)，它將為建設(shè)項(xiàng)目的施工安全性雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供合理、科學(xué)的施工計(jì)劃和防御安排。

4.6 雷電的日變化

雷電的日變化可以通過(guò)閃電定位資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出指定區(qū)域24h內(nèi)雷電活動(dòng)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(shí)段，主要應(yīng)用在雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指導(dǎo)施工現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)在雷暴天氣來(lái)臨時(shí)的應(yīng)急準(zhǔn)備和臨時(shí)采取的防護(hù)措施。

雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告中涉及的雷暴日、地閃密度、雷電小時(shí)、正負(fù)閃雷電流(強(qiáng)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(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)按照《氣候可行性論證管理辦法》規(guī)定，在上級(jí)氣象主管機(jī)構(gòu)和本級(jí)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(yǔ)

①氣象數(shù)據(jù)是雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告中最基礎(chǔ)、最重要的資料之一，應(yīng)當(dāng)高度重視它的引用來(lái)源、統(tǒng)計(jì)方法、科學(xué)分析與處理，并通過(guò)專家論證后，才能確保其具有代表性、準(zhǔn)確性和比較性，也才能確保雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估所得的結(jié)論科學(xué)、客觀和準(zhǔn)確。

②通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)探測(cè)所取得的氣象數(shù)據(jù)，還應(yīng)當(dāng)對(duì)探測(cè)儀器、探測(cè)方法和探測(cè)環(huán)境進(jìn)行相關(guān)說(shuō)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(jì)技術(shù)鑒定評(píng)價(jià)、環(huán)境雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工作。