青海省雷暴日数对防雷等级划分的影响分析

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摘要 利用青海省50个国家站1961―2010年人工观测雷暴日数资料，运用气候统计诊断方法分析了雷暴日数对防雷等级划分的影响。结果表明：1961―2010年共有39个台站的雷暴日数等级划分未发生变化，有9个台站的雷暴日数等级出现降低趋势，有2个站的雷暴日数等级出现了上升趋势；50个台站1961―2010年雷暴日数变异系数平均值为8.57%，有13个站雷暴日数1961―2010年间的变异系数超过10%，海晏和乌兰2站雷暴日数的变异系数超过了25%；50个站中除格尔木、冷湖、小灶火3个台站外，其余各站的雷暴日数均出现了突变；建议采用近30年人工观测雷暴日数平均值与标准差之和作为防雷工作雷暴日数，以确保建（构）物年预计雷击次数的计算、防雷等级划分、雷电灾害风险评估等工作的顺利开展。

关键词 等级划分；雷暴日数；建议；青海省

中图分类号 S166 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）10-0219-05

雷电灾害是一种严重的气象灾害，是联合国公布的最严重的十大自然灾害之一[1]。数据显示，全世界每10个重大自然灾害中，就有3个是直接或间接因雷电引起。据中国气象局统计，近年来我国每年因雷击死亡人数近1 000人，因雷电造成的经济损失近100亿元，雷电灾害已成为我国仅次于暴雨洪涝、气象地质灾害的第三大气象灾害，对经济社会发展构成严重威胁。年平均雷暴日是雷电防护等级划分的最主要要素之一，事关被保护物的防雷安全，一直以来在建筑、电力、石油、电信等行业的防雷设计中非常重视。近年来，有关专家[2-4]对青海省不同时段（1961―1990年、1971―2000年、1981―2010年、建站至2013年）全省雷暴日气候值进行初步对比分析发现，全省除柴达木盆地外，各气象台站得年平均雷暴日普遍减少，减少最多的地方可达10%以上，这势必对雷电防护等级的划分产生影响，在工程设计和科研等领域产生争议。因此，该文对青海省不同时段（1961―1990年、1971―2000年、1981―2010年、建站至2013年）雷暴日气候值对比分析研究尤为重要和迫切。

1 资料来源及方法

资料来源于青海省气象信息中心，利用青海省50个国家站1961―2010年人工观测雷暴日数资料，运用气候统计诊断方法[5]对1961―1990年、1971―2000年、1981―2010年和1961―2010年的平均雷暴日数进行统计。

2 统计分析

对青海省50个站1961―2010年雷暴日数分别按照1961―1990年、1971―2000年、1981―2010年和1961―2010年50年平均值进行了统计，其结果见表1。

2.1 变化趋势分析

通过统计发现，全省50个气象台站中，1961―2010年共50年间，人工观测雷暴日数1961―1990年、1971―2000年、1981―2010年30年平均值分别为40.9、40.0、39.3 d，省内各站人工观测雷暴日数呈现降低趋势。其中大通、湟中等34个气象台站1961―1990年、1971―2000年、1981―2010年30年平均雷暴日数呈连续降低趋势（图1）；西宁、海晏等9个站1961―1990年、1971―2000年、1981―2010年的30年平均雷暴日数呈连续增加趋势（图2）；都兰县1961―1990年、1971―2000年、1981―2010年的30年平均雷暴日数呈先减少后增加趋势；湟源、祁连等6个站呈先增后减趋势（图3）。

2.2 雷暴区划分分析

根据《建筑物内电子信息系统防雷技术规范（GB50343-2012）》[6]中关于雷暴等级的划分方法，按照雷暴日数多少将各地区划分为少雷暴、中雷区、多雷区、强雷区。其具体划分标准如下。少雷区：年平均雷暴日数在25 d及以下的地区；中雷区：年平均雷暴日数大于25 d，不超过40 d的地区；多雷区：年平均雷暴日数大于40 d，不超过90 d的地区；强雷区：年平均雷暴日数超过90 d的地区。

按照上述划分方法，根据1961―1990年、1971―2000年、1981―2010年30年年均雷日数，青海省内各县所属雷区等级见表2。

通过分区发现，自1961―2010年间，省内包括西宁、大通等站在内共有39个台站的雷暴日数等级划分未发生变化；而湟中、湟源、共和等11站的雷暴日数等级划分发生了变化，其中湟中、湟源、共和、贵德、贵南、刚察、茶卡、天峻和伍道梁共9个台站的雷暴日数等级出现降低的趋势；而海晏和甘德2站的雷暴日数等级出现了提升的趋势。

2.3 年均雷暴日数变异分析

根据1961―2010年各站30年平均雷暴日数的均值及方差统计，各站雷暴日数的变异系数可按式（1）计算：

C.V（%）=（SD/MN）×100（1）

式（1）中，C.V为变异系数，SD为标准差，MN为平均值。

通过式（1）计算后各站雷暴日数变异系数见表3。

通过统计发现，省内有13个站的雷暴日数自1961―2010年间的变异系数超过10%，上述13个站的平均变异系数为17.3%；省内50个台站1961―2010年雷暴日数变异系数平均值为8.57%。而平安、海晏、甘德和乌兰2站雷暴日数的变异系数均超过了20%，海晏和乌兰站雷暴日数的变异系数超过了25%。造成这一现象的原因是平安站雷暴日数自1989年1月起开始观测，乌兰站雷暴日数自1980年8月起开始观测；海晏站和甘德站1962―1975年无雷暴日数观测资料。由于观测时限不同，从而造成了平均值、标准差和变异系数的显著差异。剔除上述4个雷暴日数资料不完整的站外，其余站的雷暴日数变异系数平均值为6.94%。

2.4 雷暴日数对防雷等级划分的影响分析