廣州市雷電特征及監(jiān)測預(yù)警分析

黃科威 劉文華

摘要：本文主要結(jié)合廣東省廣州市2013-2015年閃電監(jiān)測資料以及2010-2015年雷電災(zāi)害資料，對該地區(qū)雷擊大地密度的空間分布特征、雷電災(zāi)害頻度特征以及雷電時間分布特征進(jìn)行分析，并結(jié)合廣州市雷電發(fā)生發(fā)展規(guī)律總結(jié)概況了雷電監(jiān)測預(yù)警預(yù)報(bào)思路，以供相關(guān)部門進(jìn)行參考。

關(guān)鍵詞：廣州市;閃電;雷電災(zāi)害;監(jiān)測預(yù)警

引言

雷電是伴有雷擊和閃電的局地對流性天氣，具有很大的破壞性和危害性。我國雷電天氣是南方多于北方，山區(qū)多于平原。廣州是廣東省省會，國家中心城市。廣州地處我國南部、廣東中南部、珠江三角洲中北緣，屬于西江、北江、東江3江匯合處，瀕臨中國南海，地理坐標(biāo)為112°57′-114°03′E，22°26′-23°56′。境內(nèi)屬丘陵地帶，地勢東北高、西南低，背山面海。由于廣州位于亞熱帶沿海，北回歸線從中南部穿過，屬海洋性亞熱帶季風(fēng)氣候。境內(nèi)既受大陸性氣候控制又受海洋性氣候調(diào)節(jié)，冬季受冷高壓脊控制，盛行東北季風(fēng)，夏季則由于西北太平洋副熱帶高壓的兩次北跳和西伸加強(qiáng)，以及活躍的西南暖濕氣流影響，盛行東南季風(fēng)和西南季風(fēng)，春季風(fēng)向凌亂以東南風(fēng)為主，秋季則以偏北風(fēng)為主?；谒幍牡乩砦恢谩^(qū)域內(nèi)地理分布形態(tài)及集水面分布狀況，特別易形成強(qiáng)烈雷暴天氣，使得廣州市雷電活動頻繁，年平均雷暴日數(shù)達(dá)73.4d，雷電會危及人身安全，家用電器、計(jì)算機(jī)機(jī)房均會受雷擊影響而損壞，有時還引起火災(zāi)，給社會公眾生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，對廣州市雷電特征及監(jiān)測預(yù)警分析就顯得至關(guān)重要。

1.廣州市雷電特征分析

1.1雷擊大地密度空間分布特征分析

廣州市境內(nèi)地形地貌復(fù)雜，地勢由東北向西南不斷降低，背山面海，東北部為中低山地，中部主要為丘陵盆地，南部主要為沿海沖擊平原，廣州市雷電發(fā)頻繁，且各區(qū)域雷擊密度有所不同。廣州市雷擊大地密度空間分布具備顯著區(qū)域性特征，雷擊大地密度大值區(qū)主要在廣州偏西，大體分布在廣州市中心城區(qū)和花都、白云一些區(qū)域，其中廣州市區(qū)雷擊大地密度年平均數(shù)據(jù)為17.61次·km-2·a-1，廣州市雷擊密度最大值為31.81 次·km-2·a-1，出現(xiàn)于越秀區(qū);雷擊密度最小值為7.99次·km-2·a-1，出現(xiàn)于從化區(qū)。廣州市地閃密度呈這種區(qū)域分布不均，中心城區(qū)及周邊區(qū)域雷擊密度大狀況，和城市粗糙度不斷增大導(dǎo)致氣流在通過城市上空阻滯與抬升，及夏季影響廣州天氣系統(tǒng)大部分是由西面或者是西南面不斷東移天氣系統(tǒng)存在關(guān)聯(lián)性，氣流主要處于西面及西南面遭受城市粗糙下墊面，導(dǎo)致氣流抬升促使雷電對流不斷攀升，導(dǎo)致該區(qū)域雷擊大地密度要比其他區(qū)域要大。

1.2雷電災(zāi)害頻度特征分析

據(jù)廣州市2010—2015年各區(qū)域雷電災(zāi)害事故及所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失、人身傷亡比例分布圖（圖1），2010-2015年廣州市有具體記錄的雷電災(zāi)害事故達(dá)352起，在這些雷擊事故中有18起事故造成了人員傷亡。從雷電災(zāi)害發(fā)生頻率來看，雷電災(zāi)害事故出現(xiàn)最多的區(qū)域?yàn)榛ǘ紖^(qū)，平均每年達(dá)19.7次;番禺區(qū)雷電事故次之，平均每年為13次;增城區(qū)與荔灣雷電災(zāi)害事故出現(xiàn)最少，平均每年僅為0.8次。從雷電災(zāi)害所造成經(jīng)濟(jì)損失來看，造成經(jīng)濟(jì)損失最為嚴(yán)重的依然為花都區(qū)，占總體損失的31.0%，番禺區(qū)次之，占21.3%;雷電災(zāi)害造成經(jīng)濟(jì)損失最少的則為越秀區(qū)，僅為總體損失0.5%。從雷擊傷亡情況來看，人員傷亡最為嚴(yán)重的為白云區(qū)，2010-2015年共出現(xiàn)6次，占人員傷亡總數(shù)33.3%，番禺區(qū)次之，為4次，占總數(shù)22.2%。統(tǒng)計(jì)廣州各地區(qū)2010—2015年雷電災(zāi)害情況可知，2012年前雷電災(zāi)害發(fā)生次數(shù)較多為從化、番禺、蘿崗，2012年后花都區(qū)雷電災(zāi)害大幅增加，廣州市地閃空間分布與雷電災(zāi)害頻度分布并不呈顯著比例關(guān)系，說明雷電發(fā)生不但和自然界雷電活動分布之間具有緊密聯(lián)系，同時也和承災(zāi)體特征相關(guān)聯(lián)。

1.3雷電時間分布特征

從廣州市雷電月分布特征可知，廣州雷電發(fā)生比較頻繁的為4-9月，尤其6-8月最為集中。此外，廣州縣雷電具有明顯季節(jié)變化特征，雷電出現(xiàn)頻率最高的為夏季，春季次之，秋季較少，冬季最少。夏季雷電發(fā)生頻率較高原因是，廣州市夏季主要受副熱帶高壓脊（邊緣）控制，由于副熱帶高壓邊緣（如西北部）空氣比較暖濕，常常積聚大量的不穩(wěn)定能量，所以易發(fā)生雷電天氣。從雷電日變化規(guī)律來看，廣州市雷電集中在13-21時，尤其15-17時出現(xiàn)頻率最高，因?yàn)樵摃r段底層大氣與地表集取能量均相對較高，高空有冷空氣下來時極易觸發(fā)強(qiáng)雷暴對流天氣。

2.廣州市雷電監(jiān)測預(yù)警分析

2.1雷電監(jiān)測

針對雷電，氣象部門可以通過閃電定位儀、新一代多譜勒天氣雷達(dá)以及衛(wèi)星云圖等對雷電天氣展開實(shí)時監(jiān)測。閃電資料不管是探測范圍還是時空分辨率方面均要比常規(guī)天氣圖要高。閃電資料可以提升預(yù)報(bào)預(yù)測人員發(fā)布雷電天氣預(yù)報(bào)時效性。由廣州新一代多普勒天氣雷達(dá)可以實(shí)現(xiàn)對廣州市全市各區(qū)域內(nèi)全方位立體實(shí)時監(jiān)測，獲取雷雨云生成、發(fā)展及消失演變規(guī)律軌跡，為雷電臨近預(yù)報(bào)給予有效數(shù)據(jù)資料。此外，還能夠?qū)㈤W電觀測數(shù)據(jù)資料和雷達(dá)資料進(jìn)行有機(jī)配合綜合運(yùn)用，將雷電天氣發(fā)生發(fā)展過程更加直觀展現(xiàn)出來，為雷電預(yù)報(bào)人員排除晴空閃電干擾性、制作精細(xì)化、準(zhǔn)確率較高的短時預(yù)報(bào)給予重要指導(dǎo)依據(jù)。再者，借助于衛(wèi)星云圖資料可以實(shí)現(xiàn)對更大范圍的雷雨云進(jìn)行監(jiān)測，在較短時間內(nèi)獲取雷雨云演變的早期監(jiān)測預(yù)警信息，提升雷電預(yù)報(bào)預(yù)警準(zhǔn)確性和時效性。

2.2雷電預(yù)警思路

可以結(jié)合廣州市雷電出現(xiàn)區(qū)域分布特點(diǎn)，將雷電防護(hù)劃分為防雷重點(diǎn)區(qū)域和一般區(qū)域，采取不同針對性防御措施，裝設(shè)各類雷電防護(hù)裝置。結(jié)合雷電出現(xiàn)時間分布特征，特別是在雷電高發(fā)季節(jié)，應(yīng)時刻對大氣環(huán)流演變特征及冷暖氣流活動狀況跟蹤監(jiān)測。假如發(fā)現(xiàn)有強(qiáng)雷暴天氣發(fā)生，應(yīng)及時采取數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品物理參數(shù)對強(qiáng)雷暴天氣出現(xiàn)條件分析判別，隨后結(jié)合雷電監(jiān)測網(wǎng)、中小尺度自動監(jiān)測站網(wǎng)、雷達(dá)等相關(guān)觀測資料，對雷電發(fā)生地點(diǎn)、雷電強(qiáng)度等進(jìn)行及時準(zhǔn)確的進(jìn)行預(yù)報(bào)預(yù)警。

3.結(jié)語

雷電災(zāi)害是廣州市的一種主要?dú)庀鬄?zāi)害，通過對廣州市雷電特征分析，對于開展防雷工作有重要現(xiàn)實(shí)意義。針對雷電監(jiān)測預(yù)警，可以通過閃電定位儀、新一代多譜勒天氣雷達(dá)以及衛(wèi)星云圖等對雷電天氣展開實(shí)時監(jiān)測，并結(jié)合廣州市雷電出現(xiàn)區(qū)域分布特點(diǎn)防雷區(qū)域劃分，提升廣州市雷電預(yù)報(bào)預(yù)警準(zhǔn)確率和時效性，為防雷減災(zāi)提供重要決策依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

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第一作者簡介：黃科威（1979-），男，漢族，廣東省廣州市人，本科學(xué)歷，助理工程師，從事雷電預(yù)警、防雷檢測工作。

（廣東省廣州市海珠區(qū)氣象公共服務(wù)中心 廣東廣州 510220）