浅谈雷电灾害风险分级方法

浅谈雷电灾害风险分级方法

江林携廖丹

德阳市气象局四川省德阳市618000

摘要：利用2008－2014年全国雷电监测资料、1981－2010年全国2032个气象观测站点的雷暴日资料以及人口和经济特征资料，选取雷暴日、地闪密度、雷电流强度作为雷电灾害风险事件发生的可能性指标、生命易损模数和经济易损模数作为雷电灾害风险事件产生的后果指标，采用对称不等间隔四级分法得出雷电灾害风险分级指标等级划分阀值。提出利用雷电流幅值均值、不同滚球半径对应的绕击率和雷击率组合代表雷电流强度特征，作为雷电灾害风险分级指标，能够更有效地表征雷电灾害风险特征。给出雷电灾害风险分级方法。为雷电灾害研究和风险管理工作提供参考。

关键词：雷电灾害；风险分级；方法研究

导言

雷电灾害是联合国“国际减灾十年”发布的最严重的十种灾害之一，雷电灾害危险评价从源头上防止雷电灾害，客观地评价和估量雷击可能导致的各种危险及形成的损失，提出防止和操控危险的有用办法，为防雷设计提供牢靠根据，是防雷减灾的重要工作。

1.雷电灾害危险评价定义

雷电灾害危险评价是经过综合思考评价目标所在方位的雷电活动时空散布特征、灾害特征、孕灾体特征等影响，对生命、产业、生计和人类赖以生存的环境等也许带来潜在的雷电要挟的孕灾环境、致灾因子和承灾体的脆弱性进行剖析和评价，从而取得雷击规模，判定危险性质的一种进程。雷电灾害危险评价与单体评价的区别在于，其不是简略地将评价内各单体的雷击危险进行叠加，作为全部的雷击灾害危险；而是将评价划分为各功用子，然后提炼各子危险目标，从不一样防护视点思考雷电灾害的影响，表现不一样地理规模的危险区别，充分提醒雷电灾害的危险情况，有针对性地对特定雷电灾害进行防护，对保护人员生命、产业安全具有重要意义。

2.雷电灾害危险评价办法概述

雷电灾害危险评价是雷电灾害危险评价中较为新颖的研讨方向，现在国内外没有有完善的评价标准规范。现行的雷电灾害危险评价办法根本在IEC62305-2的构架上形成，别的有关专家经过研讨各类不一样灾害的危险评价办法，学习其评价思路，提出雷电灾害危险评价的办法，并投入实践中进行使用，得到了较好的效果。

3雷电灾害风险分级指标分析

选取雷暴日（M）、地闪密度（Ng）、雷电流强度（IＲ）、生命易损模数（L）和经济易损模数（D）作为雷电灾害风险分级指标。雷暴日数和地闪密度均可表征一个区域雷电灾害的危险程度，雷暴日因人工观测限制误差较大但观测资料时序长，能够更好地反映雷暴活动的气候特征，地闪密度能够更准确地表征地面落雷的频繁程度，但资料时序较短；雷电流幅值概率是计算雷电防护效率的重要参数，统计分析雷电流平均幅值、不同滚球半径对应的绕击率和雷击率可以得出雷电流幅值分布特征，用于综合判定雷电流强度分值；生命易损模数表示区域内每平方千米受危害的人口数量；经济易损模数表示区域内每平方千米的经济损失。上述前三项指标着重于反映承灾体遭受灾害的可能性程度，用于雷电灾害风险事件发生的可能性指标；后两项指标则侧重于雷电灾害损失的评估，反映承灾体面对雷电灾害时的受损程度，用于雷电灾害风险事件产生的后果指标。

3.1雷暴日等级划分阀值

根据1981－2010年雷暴日资料，从中国2474个站点中选取连续性较好的2032个站点资料，计算出30年平均雷暴日数（单位：d/年）。统计得出：雷暴日数最小值为2.4d/年，出现在青海冷湖，最大值为108d/年，出现在云南勐腊；雷暴日数小于20d/年的站点数为226个，占样本总数的11.1%；雷暴日数大于等于60d/年的站点数为243个，占样本总数的12.0%；雷暴日数小于30.9d/年的站点数为1018，占样本总数的49.9%。

3.2地闪密度等级划分阀值

根据2008－2014年全国闪电定位资料，将中国位于18°～53.52°N和73.66°～135.08°E间的区域按经纬度划分为0.5°×0.5°的网格区域，得到样本总数为4004个，计算各区域的年平均地闪密度（单位：次/（年•km2））。地闪密度最小值为0，共有295个，占样本总数的7.4%，这些样本分布在31°～48°N和75°～94.5°E间，均在西藏和新疆地区；地闪密度最大值为8.2次/（年•km2），位置为29.5°～30°N和105°～105.5°E。地闪密度小于0.001的样本数为1100个，占样本总数27.5%，分布在28.5°～49.5°N和73.66°～102.5°E间，绝大部分属于西藏、新疆和青海省，结果与新疆和西藏雷暴日数少且区域面积较大是一致的。鉴于这部分样本所占比重较大，代表性不强，在计算等级划分阀值时将其剔除。

3.3雷电流强度等级划分阀值

同上，利用闪电定位资料统计分析雷电流幅值概率分布，滚球半径为30m、45m和60m分别对应的各区域的绕击率和雷击率。得出总地闪雷电流幅值平均为50.4kA，负地闪平均值为49.1kA，正地闪平均值为70.7kA。

结语

目前各种雷电灾害风险评估方法和体系仍有各自的不足和局限性，需要在实际工作中深入实践，研究不同环境下雷电灾害的形成机理，完善相关参数选择和优化物理公式，使评估结果更加科学合理。

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