羅定市雷電災害風險區劃

歐錦玉 李國鵬 練志森

摘 要：氣象局為了創建等級分析模型，使用雷電探測分析系統和地基閃電定位系統測算出數值，這些數據結合了羅定市各地區人口密度、雷擊頻數和單位面積的工農業生產總值4個指標，從而得到羅定市的雷電災害區劃圖。結果表明：羅城街道具有極高風險，其他各鎮（街）主要集中在低風險區及中等風險區。

關鍵詞：層次分析法;雷電災害;風險區劃

中圖分類號：S761.5文獻標識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20191030062

引言

羅定市位于低緯度地域，伴有亞熱帶季風，年中時期經常發生海流和臺風等破壞性天氣事件。年平均雷暴日達到87.5d，屬于多雷區。雷電災害是聯合國公認的最危急的自然災害之一[1]，通過大量的電擊造成人畜的生命損失、建筑物損壞等，也能通過間接雷擊的方式造成電子設備、輸電線路等損壞等破壞。目前，雷電災害帶來的危害越來越得到人們的重視。據不完全統計，廣東省1995—2015年間共發生雷電災害事故39540余宗，死傷2116余人，造成經濟損失高達140億元。近年來多名學者對各地的雷電災害風險進行區劃，其結果對提高雷電災害的防御水平及為氣象災害綜合風險區劃有一定的作用。

1 資料

本文采用的材料有：氣象局雷電探測分析系統和地基閃電定位系統（LLS）的數據;羅定市2001—2015年的雷電災害統計資料;羅定市統計局繪制的《羅定統計年鑒[CD1*2]2017年》提供的各個地區的人口數值、工農業總產值等數據。

2 羅定市雷電災害月分布

從數據統計來看，羅定雷災月分布與雷暴月分布基本一致，均呈單峰分布，雷電災害通常是在3月開始，10月結束，主要發生在5—7月這個階段，這3個月發生的雷災總次數占全年的76.29%，在一年當中，雷電造成的財物耗損占有82.86%，尤其是傷亡率達到74.19%，其中6月的死傷人口和7月的財務損耗率是最多的。這是因為羅定市位于低緯度地區，在亞熱帶氣候中受到海洋季風的影響，此時期雷雨天氣較多發，而這時農民正在農田進行收割耕種，因此人員傷亡在夏季較多發;到秋冬季節由于受來自內陸的干燥季風影響，雷雨天氣減少，受雷電的影響減少。

3 羅定市雷電災害風險評估指標分析

3.1 雷電災害頻數指標

雷電災害頻數是指在羅定市轄區內2001—2015年共15a平均雷電災害次數（用P表示，單位：次·a-1），這一數據反映了該地區災難的頻次多少，得到該地區的易損性問題。羅定市因自然災害而遭受的脆弱性和損失系數與公式中的頻數P值有關，計算公式為：

P=M/年數

其中，M為評價樣本中發生雷電災害總數。

據統計得出，羅城街道平均雷電災害頻值為2.07次·a-1，為全市最高;羅平鎮次之，為0.53次·a-1;分界鎮平均雷電災害頻數為0次·a-1，為全市最低。

3.2 地閃密度指標

地閃密度是每年在單位區域內發生地閃的平均數量（用N表示，單位：次·km-2·a-1）。使用氣象局雷電探測系統和地基閃電定位系統的信息，選擇各個城鎮（街道）2km的位置。這些數據展現出城鎮地閃規劃的特征和分配規律，是反映雷電致災環境的重要標志。在來地區的地閃強度大，就表明該地區發生雷暴的可能性更高，受力體受損程度加大，就會造成易損性大。

據統計得出，素龍街道平均地閃密度最大，為18.79次·km-2·a-1，這主要是因為素龍街道面積較大，丘陵地形較多，水體面積較大的緣故。太平鎮地閃密度最小，為9.77次·km-2·a-1，是因為太平鎮地形較平坦，沒有大型水體。其他各鎮地閃密度如圖2所示。

3.3 人口密度指標

[JP2]人口密度指標是指在當地產生雷電災害時，區域單位里受災害的人數（用L表示，單位：人·km-2）。據統計得出，羅城街道人口眾多且行政區域面積最小，所以人口密度最大，高達到12231.88（人·km-2），素龍街道人口密度次之，達到1243.91（人·km-2），龍灣鎮人口密度最新為285.65（人·km-2）。

3.4 單位面積的工農業生產總值指標

單位面積的工農業生產總值是指在城鎮受雷擊后區域內的可能受到的財物損耗（用D表示，單位：萬元·km-2），其計算公式為：

D=DS/S

其中，DS為各鎮的工農業生產總值，單位為：萬元;S為各鎮（街）的土地面積，單位為km2。

據統計得出，雙東街道工業較多，工農總產值最高，為11325.58萬元·km-2，羅城街道工農總產值為24581.53萬元·km-2僅次其后，區域單位內的工農業生產總值越高，遭遇雷擊后可能造成的財物損失較大。

4 雷電災害風險評估及區劃

4.1 風險值計算

選取雷電災害頻數（P）、地閃密度（N）、人口密度（L）、單位面積的工農業總產值（D）作為評估指標，建立矩陣，得到評估模型為R=0.4729P+0.2844N+0.1699L+0.07285D。[2]為了使指標取統一量綱，對指標進行歸一化處理，將值統一到[0，1]范圍。具體公式如下：

Ri=0xi

SymbolcB@ xi

同時Ri為統計后的值，xi為各項指標實際值，ximax為各項指標的最大值，ximin為各項指標的最小值。利用指標統一處理結果及根據風險評估方程計算出各鎮的風險值。

4.2 風險區劃

將雷暴風險值分為5個等級：最高風險地區、高風險地區、中等風險地區、低風險地區和最低風險地區。其中，羅城街道是最危險的地區，沒有最低風險和高風險，主要集中在低風險和中等風險地區。

5 結論

由于受亞熱帶季風氣候的影響，羅定市雷災月分布與雷暴月分布大體相同，均呈單峰分布，雷暴具體的分布情況如下：從3月開始，10月結束，其中5月、6月和7月災害最嚴重。

依據層次分析法推算雷電災害頻數、地閃密度、人口密度和單位面積的工農業生產總值這些指標來獲得評估模型，得出羅城街道為極高風險值區，是全市雷電災害防御的重點區域;險區主要集中在低風險區及中等風險區。

經過系統地審議羅定市的人口、經濟和自然環境等要素，計算出雷電災害風險區劃的成果。設計好雷電防備的核心部分，將有助于加強防雷減災規劃，并提升城市預防和管理雷電災害的能力。[3]

參考文獻

[1] 張義軍，陶善昌，馬明，等.雷電災害[M].北京：氣象出版社，2009：36-37.

[2]于東海，翟玉珠.基于層次分析法的江門市新會區雷電災害風險區劃[J].氣象與減災研究，2016，39（2）：155-160.

[3]鄧雪，李家銘，曾浩建，等.層次分析法權重計算方法分析及其應用研究[J].數學的實踐與認知，2012，42（7）：93-100.

[4]程萌，陳楠.菏澤市雷電災害風險區劃[J].中國農學通報，2016，32（27）：156-160.

[5]劉玉清，崔忠強，賈寶山，等.基于層次分析模型的吉林省雷電災害風險評估及區劃[J].氣象水文海洋儀器，2014（3）：121-124.

作者簡介：

歐錦玉（1989-），女，本科，助理工程師。研究方向：防雷檢測及公共氣象服務。