新疆近十年地闪特征及应对措施分析

摘要：本文利用新疆维吾尔自治区2011-2020年闪电检测定位系统获取的地闪数据资料，采用数理统计法分析全疆近十年地闪特征。结果表明：2011-2020年间，全疆年雷电灾害次数整体呈减小变化趋势；雷电灾害具有明显的季节性，主要发生在夏季；闪电活动以负闪电为主；闪电活动主要集中在主要在14时-23时；闪电强度集中在中低强度区间，呈逐年增加趋势。

关键词：雷电灾害；地闪；地闪强度；雷暴；雷电防御；全疆

引言

新疆维吾尔自治区位于我国西部边陲，地域辽阔，地貌复杂多样，山地、盆地交错分布，气候类型多样且极端天气事件频发。作为雷电活动频繁的地区之一，新疆维吾尔自治区的雷电灾害不仅给当地居民的生产生活带来极大不便，还严重威胁到人民的生命财产安全，特别是在全球气候变化背景下，极端天气事件频发，雷电活动的强度和频率可能进一步增加，对新疆维吾尔自治区的防雷减灾工作提出了更高要求，雷电灾害的防范与应对已成为新疆维吾尔自治区亟需解决的重要问题。本文通过对2011-2020年的雷电监测数据资料的分析，分析全疆地闪特征，并结合实际情况，探讨、提出针对性的应对措施，包括预警系统建设、防雷工程实施、公众防雷意识提升及应急响应机制完善等，为全疆雷电灾害的防控提供科学依据和实践指导，促进当地经济社会的可持续发展。

1 数据与资料

本文利用全疆2011-2020年的雷电监测数据资料，采用数理统计，运用线性趋势分析发分析全疆地闪特征。季节划分采用常规划分标准：每年3-5月为春季，6-8月为夏季，9-11月为秋季，12月到次年2月为冬季。

2 雷电灾害次数变化趋势分析

通过对2010-2020年全疆年雷电灾害发生次数及日期分析（图1）可知，统计期内，年雷电灾害次数整体呈减小变化趋势（图1a），其线性变化倾向率是-13.091次/10a,平均值为6.4次，最高值为17次（2012年），最低值为0次（2020年），最高值和最低值差17次，表明全疆雷电灾害次数年际之间波动较大。

由图1b可知，统计期年内各月雷电灾害次数在0-2.5次之间波动；其中6月份最高（2.5次），10月份-次年3月份均未发生雷电灾害。按季节来来看，夏季（5.4次）>春季（0.8）>秋季（0.2次）>冬季（0次），夏季最高，占比84.4%，表明雷电灾害发生具有显著的季节性。

（a）2011-2020年新疆年雷电灾害次数变化趋势

（b）2011-2020年新疆年内各月平均雷电灾害次数

图1新疆雷电灾害变化

3 闪电频率

3.1 总体特征

通过对2012-2020年全疆年正、负及总地闪次数统计分析（图2）发现。统计期间，全疆总闪电次数536327次，其中正闪电次数共有75377次，占总闪电次数的14.1%，负闪电次数共有460950次，占总闪电次数的85.9%。另外，总闪电次数发生最多的年份是2012年（94144次），次数最少得年份是2018年（37372次），总闪电次数最高值是最小值的2.5倍，表明总闪电次数年际波动幅度较大，结合正、负闪电发生次数，全疆闪电活动以负闪电为主，其原因主要是闪电大都发生在对流行天气过程中，而对流云团中的正电荷大都在云体上部集中，负电荷在云体下部集中，使得云体和地面之间出现负闪频率随之增强。

图2  2012-2020年新疆年正、负及总地闪次数统计

3.3 月分布特征

通过对2012-2020年全疆年内主要闪电发生月份数据数统计分析（图3）发现。统计期内，全疆年内闪电发生集中在6-8月份，具体来说，6-8月份总闪电次数为453644次，2012-2020年总闪电次数为536327,6-8月份闪电发生次数占全部的84.6%，按季节来看，全疆年内主要闪电发生季节为夏季，具有显著的季节性。

图3 2012-2020年新疆年内主要闪电发生月份数据

3.4 日分布特征

通过对2012-2020年全疆闪电日分布情况统计分析发现，统计期间，闪电活动的日分布特征呈现出明显的规律性和时段集中性。具体来说，①高峰时段稳定：主要集中在下午至前半夜，尤其是14时至23时这一时段内。其中，2012年至2014年高峰时段较早，多为15时至20时，而随后几年则有所延后，如2015年和2017年高峰时段扩展至23时，显示出闪电活动在夜间的持续增强；②夜间活动增强：夜间（特别是21时至次日凌晨）的闪电活动占比逐渐上升。从2012年的22.49%增加至2020年的57.7%（负地闪占比），反映出夜间闪电活动的显著增加。

3.5 闪电强度

雷电强度及其特性是科学研究雷电的重要基础性数据，也是反映雷电活动规律的重要指标。通过对2012-2020年全疆闪电强度统计分析发现，统计期内，无论是正地闪还是负地闪，其强度分布主要集中在中低强度区间，且强度峰值多出现在20至40kA之间。具体来说，负地闪强度的主要分布区间为10至40kA，且多数年份（如2012、2013、2017至2020年）的峰值出现在30kA附近，表明中低强度的负地闪在全疆占据主导地位。正地闪的强度则相对较高，主要分布在20至80kA之间，且部分年份（如2015、2016、2019和2020年）的峰值出现在40至60kA区间，但总体上也以中低强度为主。此外，从数据中可以看出，无论是正地闪还是负地闪，其强度的99%上限值逐年有所提升。如负地闪的强度上限从2012年的110kA增加至2020年的160kA，而正地闪的强度上限则从180kA提升至200kA，反映出全疆雷电活动的强度可能有所增强。

3.应对措施

3.1 加强雷电监测预警

在全疆及其周边区域布设密集的雷电监测站点，利用先进的雷电探测技术（如闪电定位系统等）实时监测雷电活动的发生、发展和强度变化。通过数据分析和模型预测，提高雷电预警的准确性和时效性，确保在雷电天气来临前能够及时向公众和相关单位发布预警信息。利用电视、广播、手机短信、社交媒体等多种渠道，广泛发布雷电预警信息，确保信息覆盖全面、传播迅速。

3.2 提升防雷设施建设

严格按照国家防雷标准设计、施工和验收建筑物防雷设施，包括安装避雷针、避雷带、引下线等，确保建筑物能够有效抵御雷电袭击。加强电网、变电站、输电线路等电力设施的防雷保护，采用避雷器、接地装置等措施，减少雷电对电力设施的损害。对公园、广场、体育场馆等公共设施的防雷设施进行定期检查和维护，确保其处于良好状态，保障公众安全。

结论

1）2011-2020年间，全疆年雷电灾害次数整体呈减小变化趋势；

2）2011-2020年间，全疆雷电灾害具有明显的季节性，主要发生在夏季；

3）2011-2020年间，全疆闪电活动以负闪电为主；

4）2011-2020年间，全疆闪电活动主要集中在主要在14时-23时；闪电强度集中在中低强度区间，呈逐年增加趋势。

此外，全疆的雷电灾害不仅给当地居民的生产生活带来极大不便，还严重威胁到人民的生命财产安全，通过加强雷电监测预警、 提升防雷设施建设、完善应急预案、普及防雷知识等措施可以提升当地雷电防灾减灾水平。

参考文献

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作者简介：梁田甜，（1980.10），女，回族，江苏徐州，本科，副高，从事研究方向或职业：应用气象与气象服务、气象防灾减灾。
   项目名称： 基于多源监测数据的雷电特征分析及预警服务指标研究                                         项目类别： 新疆气象局科技创新发展基金面上项目                                                   项目编号： MS202319