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闪电定位系统在防灾减灾的应用研究

引言：雷电是自然界频繁发生的一种高强度的电磁脉冲现象，因其影响面大，

受到了气象、航天、航空、电力、石油等诸多部门的广泛关注，其中电网因其具

有广域分布特征、几何尺度达数千公里，更易受到雷电的冲击。据统计，我国高

压输电线路由于雷击引起的跳闸次数占总跳闸次数的40%—70%，雷电已经成

为严重影响电网安全运行的重要因素。据浙江省气象资料统计，2007年～2011

年浙江省年平均地闪次数为42.91万次，出现天数以7月份、8月份最多，其中

6～9月份地闪次数占全年地闪的90.28%。据浙江省气象局的灾情调查资料统

计，2007—2011年浙江省共发生雷击事故4548宗，年平均为909.6宗[1-5]。

因此，雷电引起的人身伤亡、电力系统和通信设备的破坏等各种雷击事故频频发

生。

利用浙江省气象局雷电监测定位系统，加强闪电监测定位仪在雷电预警、

雷灾调查与鉴定中的运用，是十分必要的。目前，已有专家和学者对闪电监测定

位仪在防灾减灾的应用进行过研究[6]。本文将对闪电监测定位仪的特点及在雷

电预警、雷灾调查与鉴定中的应用情况作进一步的详细分析。

1闪电定位系统构成

闪电定位仪是探测闪电发生的强度、方向、频率及其变化的仪器[6-7]。它是

一种监测雷电发生的气象探测仪器，是指利用闪电辐射的声、光、电磁场特性来

遥[]测闪电放电参数的一种自动化探测设备，并把经过预处理的闪电数据实时地

通过通讯系统送到中心数据处理站实时进行交汇处理，可全天候、长期、连续运

行并记录雷电发生的时间、位置、强度和极性等指标。主要由探测站、数据处理

及系统控制中心（简中心站）、用户工作站或雷电信息系统三部分构成[8]。此外，

通信系统是组成闪电定位系统的重要支撑环节，目前广泛采用光纤、微波、卫

星、网络及电信ADSL和移动GPRS多种通信手段。

2闪电监测定位仪的作用

闪电监测定位仪能够实时快速地探测和记录数百公里以内的闪电活动，并

得到每一雷击的发生时间、地理位置、强度、极性等雷电参数，实时地向显示终

端发送，并将雷击符号及有关信息标记在显示终端的电子地图上[9]，这些信息

对雷电防护以及灾害性天气的预报提供了科学依据，能有效的预防和降低雷电的

危害。

3在防灾减灾领域的应用

在防灾减灾领域的应用中，主要是在雷击事故调查与分析、雷灾鉴定、探测

雷暴日资料、森林防火、雷电灾害风险评估等，从而建立完善的雷电数据库[10-

11]。目前，杭州的闪电定位系统资料的应用主要是以雷击事故调查和闪电灾害

鉴定这两方面为主。

3.1闪电定位系统资料分析

浙江省位于我国东部沿海，处于欧亚大陆与西北太平洋的过渡地带，属于典

型的亚热带季风气候区，同时受西风带和东风带天气系统的双重影响。2007—

2011年闪电监测定位仪的资料中显示，浙江省的地闪分布很不均匀，比较分

析了这五年的监测数据，可以发现浙江省整体雷电活动强度比较稳定，落雷密

度的大小分布比较相似。位于浙江省的东面的绍兴、宁波、台州、舟山一带是落

雷密度密集区域，也是雷灾的多发地，主要是受来自西北太平洋的东风带天气系

统影响；而浙江的西南部是丘陵山地，暖湿的西风带气流自西向东移到山地时，

受地形的阻障作用，引起气流的辐合抬升，极其容易发展、产生雷雨，因此雷击

密度大。

图12007-2011年浙江省各市年平均地闪密度对比图

图22007-2011年浙江省地闪次数对比图

3.2雷灾事故的调查与鉴定

闪电监测定位系统能够监测到闪电发生的地点、时间等资料，这些资料可为

雷灾调查与鉴定提供科学依据。就某一次雷击事故的鉴定而言，在一定时间内，

发生的闪电次数可能是多次，雷电流大小（闪电强度）不同，与雷击点距离相差

也较大。因此，在雷灾事故的调查中，应选取与事故地点距离最近的闪电。

实例：2008年6月23日淳安文昌镇丰茂村附近杨梅岛码头（东经119.135，

北纬29.7325），一艘挂机船在靠近码头约5—6米处突然遭受雷击，造成驾驶

舱内3人死亡，船舱内3人重伤，1人轻伤[12]。当天的地闪监测数据显示，6

月23日全省共发生地闪16908次，18：30—19：00时共发生地闪160次，其

中淳安16次，最大负地闪强度为48.9kA。由图3、4可见，事故发生时，淳安

上空有一发展较强的对流云团