石林特殊地貌景区雷电活动特征及雷电灾害风险分析

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• 论文作者：刘平英 ; 李兆华 ; 殷娴 ; 尹磊邦
• 年：2016
• 作者机构：云南省雷电中心;
• 论文关键词：云南石林 ; 喀斯特地貌 ; 雷击风险 ; 雷电灾害防御
• 会议召开时间：2016-11-01
• 会议录名称：2016年云南省气象学术年会论文摘要集
• 语种：中文
• 分类号：P427.32
• 学会代码：YNKX
• 会议名称：2016年云南省气象学术年会
• 会议地点：中国云南楚雄
• 主办单位：云南省气象学会
• 学会名称：云南省科学技术协会
• 页数：2
• 文件大小：159k
• 原文格式：O
• 会议级别：地方

摘要

以云南石林喀斯特地貌景区为例,基于1981~2010近30年雷暴日资料、2010~2014年云南省闪电监测和雷电灾害统计资料,分析景区雷暴日逐年分布、雷电强度及密度、闪电频次的逐时分布等雷电活动时空分布特征参数;结合区域大气雷电环境特点,分析景区喀斯特地形地貌特点和高土壤电阻率环境因素,探讨石林景区雷电防护相较于一般场所的特殊性。采用相对值法,确定景区雷击损害风险的损失类型,建立雷击风险分析模型;通过相对损失和雷击概率得出一个无量纲的值R表示雷击损失风险,量化分析雷击损失风险程度,探讨雷击对承灾体可能导致的人身伤害和自然文化遗产损失程度与危害范围等,提出相应的雷电防护措施建议。结合实地勘查和计算数据,经分析得出如下结论。(1)景区雷电流强度的绝对值主要分布在20~60kA,平均雷电强度为27.34kA,局部区域雷电流幅值超过100kA。以景区为中心10km范围区域内2010~2014年闪电次数达到4874次,大部分区域年平均地闪回击次数在300次以上,最大年平均闪电密度为8.46次/(km~2·a)。景区所在区域雷电主要集中发生在5~9月,8月雷暴日达到14d,为雷暴高发期;闪电集中发生在15:00~19:00时段,期间强闪电出现的频数很高。景区雷电活动频繁集中,发生雷电灾害的隐患较大。(2)相较于一般场所,石林喀斯特地貌景区雷电防护的特殊性表现为:高土壤电阻率、复杂地形地貌造成局地气象条件特殊、雷电灾害防御范围大、雷暴高发和突发期人员分布躲避及疏散困难。景区喀斯特地貌地形复杂,石峰石柱形态突兀尖锐,构成景区独特地貌的灰岩、碳酸盐岩石峰石柱电阻率高达数千Ω·m。土壤电阻率极高,不利于雷电能量的泄放。雷电传播路径的变化受地面高低起伏的地形变化影响,尖锐高大的石峰极易造成尖端放电效应,不同土壤电阻率交界地段易引发直击雷。如岩石与土壤交界处、山坡与水流交界处增大了区域遭受直击雷的风险。景区处于野外空旷区域,户外游客密集,以石峰为主的观景点一旦遭受雷击,导致岩石爆裂、崩落伤及游人,旁络闪击产生的接触电压和跨步电压也会导致人身伤害,雷击产生的强大机械力和热效应作用也会造成不可恢复的自然文化遗产损失。(3)雷击对景区造成的风险主要表现为人身伤亡损失风险R_1和无法替代的自然文化遗产损失R_3,雷击对景区阿诗玛峰、天下第一奇观、石林两个大字、南天门、万年灵芝等观赏程度高的石峰石柱景点周围和野外观赏亭区域,造成人员生命损失风险R_1均超过规范规定的最大允许值R_T。雷击具有突发性和剧烈性特征,应完善景区直击雷防护措施,在户外区域增设防雷避险场所供游客躲避,强化景区监控设备等电子系统对雷电感应及雷击电磁脉冲的防护;结合景区地和地质构造的特殊性,研究高土壤电阻率区域降阻方法。在雷暴高发时期,提高强对流天气的预报预警信息发布水平,构建综合雷电防护体系,有效减少雷电对游客、自然景观和公共安全的危害,提高景区雷电灾害防御能力和安全管理水平。

引文