沿海地区雷电活动特征与风险区划研究——以江苏南通为例

摘要

雷电是发生在大气中瞬时放电现象，雷电具有强电流，高温和强烈的电磁辐射等特性，具有极大的破坏力。随着经济的发展，特别是城市规模急剧扩张，人口集中、电子信息设备增多，受雷电灾害的人员和财产损失越来越大，对城市公共安全和经济社会发展的影响和威胁日益加剧。
　　根据历史资料统计，南通地区是江苏沿海雷电灾害最为严重的地区，每年都造成人员伤亡和百万元以上的经济损失，掌握南通地区雷电活动变化规律，对提高雷电监测、预报的及时和准确性，提高民众防雷减灾的水平具有实际意义。本文利用2008～2010年南通地区雷电监测数据，结合GIS(Geographic Information System)系统，运用数理统计和空间分析方法，分别对南通地区雷电活动时空分布特征及其影响因素，以及雷电灾害风险区划进行研究，得出以下主要结论:
　　(1)南通地区雷电活动存在一定的时间分布规律，根据雷暴日24小时变化曲线图，15:00～20:00时是雷电活动最频繁的时段。南通地区雷电活动季节变化大，夏季雷电活动最活跃，冬季最弱。从2月份开始出现雷电活动，逐渐进入多雷期，8月份达到最高峰，之后雷电活动逐渐减弱，到12月份基本停止;年首次雷电活动发生的时间有逐年提前的趋势。
　　(2)从南通地区雷电密度分布图分析，雷电活动范围在逐年扩大，雷电灾害分布与雷电密度的相关性较高。从雷电强度分布图分析，雷电流高值区主要分布在郊区，市区发生强雷电的机会较少。南通地区以负地闪为主，占95.2％，正地闪仅占4.8％;正地闪强度小于负地闪。南通地区90％雷电流强度在60 kA以下，在雷暴日数基本相同的情况下，雷电次数和雷电强度在逐年增加。
　　(3)南通地区的雷电活动与地形、水网分布、海陆分布和城市发展等因素密不可分。雷电活动除了随机性以外，受地形影响较大。在山地地形抬升作用下，与冷空气相遇形成大规模的锋面雷暴，临近长江的狼山地区是雷电活动高发区。
　　南通地区雷电活动受海陆分布的影响较明显，在沿江和沿海一带雷电活动比较集中，是南通地区雷电活动最为活跃的区域。
　　城市发展对风速影响较大，高大建筑物增大了地面对气流的摩擦力，阻碍气流的运动。城区风速减小阻碍了雷暴云的水平运动速度，使其在城市上空的停留时间变长，城市的雷电密度也随之升高，并随着城市的面积扩大，雷电活动的范围也随之扩大。
　　城市化加剧，城市下垫面特征的变化以及城市热岛效应的影响，市区地面气温有明显的升高。近10年来，南通市平均气温以0.11℃／a的速度上升。
　　(4)雷灾风险区划结果表明:崇川区和港闸区属于雷灾极高风险区;通州区、如皋市、启东市、海门市、海安县和如东县属于高风险区。城市的雷电灾害风险比农村的风险高;沿江沿海地区的雷灾风险比内陆高。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 雷电活动时空分布的研究

1．2．2 雷电活动预警与预报的研究

1．3 研究内容及方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

1．3．3 技术路线

第2章 研究区和数据处理

2．1 研究区概况

2．2 数据准备

2．2．1 资料来源

2．2．2 数据处理

2．2．3 图像处理

第3章 南通地区雷电活动基本特征

3．1 雷电活动时间分布特征

3．1．1 雷暴活动日变化

3．1．2 雷暴活动月变化

3．2 雷电活动空间分布特征

3．2．1 雷电密度空间分布

3．2．2 雷电强度空间分布

3．2．3 雷电灾害空间分布

第4章 雷电活动影响因素分析

4．1 海陆分布对雷电活动的影响分析

4．2 地形对雷电活动的影响分析

4．3 水网分布对雷电活动的影响分析

4．4 城市发展对雷电活动的影响分析

第5章 南通地区雷电灾害风险区划

5．1 雷电灾害风险区划方法

5．1．1 南通地区生命易损模数

5．1．2 南通地区经济损失模数

5．1．3 南通地区雷暴日数

5．1．4 南通地区雷灾频度

5．2 南通地区雷电灾害风险指标的计算分析

5．3 南通地区雷电灾害风险区划结果和分析

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

在读期间发表的学术论文及研究成果

致谢