摘要：通过对**县雷电历史资料的统计，分析了**县雷电活动的一般规律和特点，对影响雷电危险等级的因素进行了探讨，并初步建立了**县雷电危险等级预报预警方法及发布办法。
关键词：雷电活动；危险等级；预报预警；方法
引言
**县地处浙中南雷电多发中心地带，频繁的雷电灾害，严重地影响着社会经济的发展和人民群众的正常生产生活。特别是随着信息技术、电子技术以及现代化家用电器的迅速发展，雷电波的入侵造成的灾害损失越来越严重，雷电防御减灾工作已经成为“公共安全”的重要组成部分。根据**省政府190号令和《**省气象灾害预警信号发布规定（试行）》的要求，对雷电危险等级预报预警方法进行探索，是一项十分重要而紧迫的工作。
1          **雷电活动的规律及特点
1.1   **雷电活动的时间分布
根据**1971-2000年三十年的雷电资料统计，从年际变化看，**的年平均雷暴日数为53.8天，最多的年份达74天（75年），最少的年份为35天（2000年），属**省雷电多发中心地带。

从季节分布看，一年四季十二个月均会出现雷暴天气。初雷最早出现在1月4日（91年），最迟为5月26日（2000年）；终雷最早出现在8月27日（98年），最迟在12月9日（92年）。其中7-8月为雷电活动高峰期，二个月的雷暴日数占全年总数的47.1%，其中1975年7月份出现雷暴日达23天之多，为历史所罕见；3-6月和9月次之，五个月的雷暴日数占全年的48.6%;10-2月出现的几率较小，五个月的雷暴日数占全年的4.3%（详见图1）。有时在隆冬季节亦会出现“隆隆”的雷声，如04年除夕大年三十日就出现了雷暴天气。

在一天当中,大多数雷暴出现在午后到上半夜，约占总数的90%以上。当有天气系统如冷空气等过境时，在下半夜到上午也会出现雷暴天气。

由此可见，在一年当中3-9月，特别是7-8月是雷暴活动的主要季节；一天当中，午后到上半夜则是雷暴出没的主要时段。

图1  **县1971-2000年各月雷暴平均日数分布图

1.2   **雷电活动的空间分布

**县地处金衢盆地南端，东南西三面高山林立，中北部为丘陵盆地。由于特殊的“凹”字型地形作用，东南西高山地区的雷暴的天数比中北部丘陵盆地明显要多，而且落地雷次数及成灾次数都要多。这一点从气象局的多年的观测记录也可分析和体现出来，因为气象局处于本县中部的丘陵地区，东南西三面环高山，从所记录的雷暴出现方位和移动路径看，天顶出现雷暴或从天顶移过的雷暴次数比例是很小的，约占不到总数的10%。

1.3  **雷电的强度及灾害

在目前条件下，雷电的强度无法用仪器进行定量的测量，历史资料中也只有一些定性的描述记载。

在**最强最具杀伤力的雷电是出现在7-8月和3-4月；其次是5-6月和9月；10-2月的雷电，一般不会致灾。根据气象局的资料统计，在二十次≥20m/s 的大风中，有80%属于雷雨大风，只有20%为台风大风。而80%以上的冰雹和50%以上的暴雨均伴有雷暴。由此可见，强雷暴往往是伴随着大风，冰雹，暴雨等强对流天气一起发威致灾。

雷电的灾害，在九十年代以前，主要是造成人畜伤亡，房屋、大树、广播电力通信线路受损等。而在九十年代以后，特别是进入二十一世纪以来，随着信息技术、电子技术和家用电器的快速发展，每一次遭雷灾后，其造成的经济损失也在大幅度增加，如2001-2002年间溶江邮电所遭雷击损失17万元，舒洪电信支局遭雷击损失40万元。

2  **雷电危险等级的预报及发布

2.1  影响雷电危险等级的因子分析

预报雷电首先要了解雷电的形成机理和产生的基本条件。雷电的形成及时空演变与雷暴云的微观结构，流场特征有密切关系。但基于目前的条件，我们只能对一些与雷电产生有影响的宏观条件或因素作一些粗浅的分析。

2.1.1  季节变化对雷电危险等级的影响

在统计分析雷电历史资料时，我们发现，季节的变化对雷电危险等级影响非常大，甚至有着决定性的作用。因为本地处于中亚热带地区，四季分明，各个季节的冷热分布、环流形势和天气系统影响等差异十分显著。在冬季(11-2月)本地受大陆高压控制为主，热力条件相对较差，因而很少出现雷暴，即使出现也是很弱，难以致灾。在春季(3-4月)，由于季节转换，冷暖空气经常大规模交汇在本地，气温大起大落，常常会引发强雷暴、雷雨大风、冰雹等强对流天气。在梅汛期(5-6月)，常受高空切变线和地面静止锋的影响，冷暖空气在本地交汇的激烈程度，比3-4月要稍缓和一些，所以此季节的雷电频数和强度相对要稍弱一些。在夏季(7-8月)，由于是本地在一年当中热力最旺最足的季节，而且天气系统复杂，交替频繁，最易引发高危强雷暴。在秋季(9-10月)，热力条件减弱，天气系统简单，雷暴天气聚然减弱和减少。

2.1.2  天气系统变化对雷电危险等级的影响

雷电的产生往往与强对流天气密切地联系在一起，而强对流天气的出现，绝大多数又都是由各种中小尺度的天气系统的运动和变化来提供动力条件的。当大气的热力条件具备时，如果只有热力抬升作用而产生的强对流天气，通常只是局地性的，所产生雷暴的生命史也较短。但如果是有较明显的天气系统，如锋面、气旋、低槽、切变线、东风波、台风等影响时，所产生的强对流天气则常常是有系统的大范围的长时间的，所伴生的雷暴更具破坏力和易成灾。而且天气系统强度越强，所产生的雷电危险等级就越高。

2.1.3  单站要素变化对雷电危险等级的影响

雷电的产生必须有一个巨大能量累积的过程，而且这个过程必然在单站要素上有所反应，如单站温、压、湿、风等要出现一些峰(谷)值或突变等征兆。而且大气能量累积越大所产生的强对流天气就会越激烈，所伴生的雷电也就会越强。

低层大气能量的累积，是各气象要素综合变化的一个过程。我们认为各种单站强对流天气预报指标 (工具)，是否入型，可以较好地反映和衡量当时大气的热力条件情况。例如在3-4月份，当本站气象要素达到大风冰雹预报指标时，一方面预示着本地已具备了产生大风冰雹的热力条件，显然同时也意味着具备了产生强雷暴的热力条件。

2.2  雷电危险等级的划分

根据不同季节、雷电的强弱和影响范围等，将雷电危险程度划分为四个等级，具体详见表1。

表1   雷电危险等级划分表

季节分布
 雷电现象
 雷电危险等级
 引发程度
 
全年1-12月
 无雷暴
 0级
 不会引发雷电灾害
 
2-11月
 局地性弱雷暴
 一级
 可以引发雷电灾害
 
3-9月
 局地性强雷暴

或系统性雷暴
 二级
 容易引发雷电灾害
 
3-4月和7-8月
 大范围系统性强雷暴
 三级
 极易引发雷电灾害
 

2.3  雷电危险等级的预报

通过对影响雷电危险等级的各个因子的分析，建立如下计算雷电危险指数关系式：y=x0x1+x0x2+x0x3

其中： y为雷电危险指数                  

x0为本站雷暴定性预报       x1为季节变化因子（综合因子）

x2为天气系统影响(动力因子)   x3为工具方法反应(热力因子)

现将各因子的分级编码情况作如下处理(详见表2)。

表2   各因子分级情况编码处理表

雷电定性预报
 季节变化
 天气系统影响
 工具方法反应
 
x0
 定性预报
 x1
 月份
 x2
 类别
 x3
 类别
 
0
 无
 0
 1月、11-12月
 0
 无明显系统
 0
 无
 
1
 2月、10月
 1
 一般弱系统
 1
 上级台指导预报有雷暴
 
1
 有
 2
 5-6月、9月
 2
 一般强系统
 2
 单站工具入型预报有强雷暴
 
3
 3-4月、7-8月
 3
 飑线、强对流云团等
 3
 雷达回波或雷电定位系统反应有强雷暴袭击
 

根据上表规定,对各因子进行编码,并代入关系式计算出雷电危险指数,当指数值越大时，雷电危险等级就越高。

2.4  雷电危险等级的发布

 当雷电危险指数(y)达到较高时，可结合《**省气象灾害预警信号发布规定》中的雷雨大风和冰雹予警信号进行发布(详见表3)。

表3   雷电危险等级预报预警的发布方式

雷电危险

指    数
 雷电预报

等   级
 雷电现象
 12或24小时内影响
 6小时内影响
 2小时内影响
 
0
 0
 无雷暴
 发布一般性晴雨预报
 ————
 ————
 
1-5
 1
 局地性的弱雷暴
 发布局部雷雨,提请要注意雷电防范
 ————
 ————
 
6-7
 2
 局地强雷暴或系统性弱雷暴
 发布有雷雨,局部大风或冰雹，提请要加强雷电防范
 视情况可考虑发布雷雨大风蓝色或黄色预警信号，或发布冰雹橙色预警信号。
 ————
 
8-9
 3
 系统性大范围强雷暴
 发布雷电警报，并伴有大风或冰雹，提请要严密雷电防范
 可考虑发布雷雨大风橙色或红色预警信号，或发布冰雹红色预警信号。
 

结语

目前，人们对雷电形成的机理及活动规律的认识仍然十分有限，对如何做好防雷减灾工作更是任重而道远。但是探索雷电的神秘，抑制雷电的肆虐，是社会进步发展的必然，也是法律赋予我们气象工作者的一种责任。为了贯彻《中国气象事业发展战略研究》的精神和省政府190号令，本文对县气象局开展雷电等级预报预警，建立了一种简易的方法，这只不过是提出一种思路，更有待于今后的改进、完善和提高。

参考文献

[1]  许健民 孙家栋 . 中国气象事业发展战略研究

[2]  《**省雷电灾害防御和应急办法》

[3]  《**省气象灾害预警信号发布规定（试行）》

丽水雷击森林火灾天气浅析

邓霞君

(**省丽水市气象局，**  丽水   323000)

摘要：丽水地处浙西南丘陵地带，是华东地区唯一的全国生态示范区。丽水向有“九山半水半分田”之说，境内森林茂密，覆盖率高达79%以上，森林火灾时有发生，其中因雷击引起的占相当大的比例。本文主要应用天气形势分析和物理量分析的方法，从地表状况和天气条件两方面分析了03、04两年发生在丽水境内四个比较典型的因雷击引起的森林火灾个例，从中得出一些雷击森林火灾的地表条件和气象条件，为森林火险的预报和防灾救灾提供一些参考。

关键词：雷击；森林火灾；地表条件；天气形势；物理量

1  引言

气象部门普遍开展森林火险等级的预报服务工作已经多年。对于雷电等自然因素引起的森林火灾，东北等大林区的研究和预防工作都已做得非常充分而完善，形成了一套预报、防范、扑救等全面的防灾救灾系统，对雷电的监测也已经在日常业务工作中展开。但丽水地处江南，气候条件不同北方，雷电虽多，但正常气候条件下因雷击而导致的森林火灾则相对北方要少。而03、04年由于出现了罕见的夏秋冬春连旱天气，旱情直到04年8月中旬云娜台风带来大降水以后才算基本解除。在这两年中森林火灾频频，其中因雷击引起的火灾也比往年明显增多。本文从丽水林区的地表特点和江南出现雷雨的天气条件两个方面对03、04两年发生在丽水的几次比较典型的雷击森林火灾过程做一些分析，得出一些江南发生雷击森林火灾的地表条件和气象条件，为防灾救灾提供参考。

2   概况

雷击火灾主要是由“落地雷”引发的。“落地雷”是在一定的天气条件下发生在地面和云体之间强度很大的放电过程，发生在林区的“落地雷”极易造成森森火灾。03、04年在丽水市境内出现了四个比较典型的雷击火灾过程，包括7次火灾记录。具体情况见表1。

表1    森林火灾个例概况及天气概述 （单位：日，℃，毫米）

 
 火灾地点
 火灾发生起止时间
 连晴
 最高温度th
 th≥37
 当日降水
 
个例1*
 遂昌县妙高镇
 03-7-24 17时-25日7时
 17**
 33.4～40.6
 12
 无
 
个例1
 松阳县象溪镇
 03-7-25 18时-26日2时
 18
 34.3～41.8
 12
 无
 
个例2
 莲都区老竹镇
 03-8-30 16时-31日8时
 8
 35.0～39.5
 6
 无
 
个例3
 莲都高溪镇
 04-7-31 18时-20时
 6
 35.8～40.1
 5
 24.3
 
个例3
 莲都碧湖镇
 04-7-31 17时-21时
 6
 35.8～40.1
 5
 24.3
 
个例4
 莲都老竹高丰
 04-7-25 14时-17时
 14
 35.1～40.9
 10
 15.8
 
个例4
 莲都老竹麻铺
 04-7-25 14时-17时
 14
 35.1～40.9
 10
 15.8
 

*在分析天气形势时，同一日或者前后一日出现的火灾记录归为一个个例来分析天气

     **连晴日，将24小时降水小于3毫米、并前一日和后一日都没有出现降水的记为晴天；

3   地表条件

在丽水，雷电一般从惊蛰直到秋末都很常见，但是雷击火灾却大多发生在七月下旬到八月间；3-6月虽然雷电频频，甚至有雷击引起的人员伤亡，却少有雷击森林火灾发生。主要是因为林区地表发生火灾的一些必要条件此时不具备，即使出现落地雷，也不至于发生火灾。从现有的资料和本地林区特点分析，发生雷击森林火灾主要包括下面三个必要条件：

3.1  干燥的地表

森林火灾易发于干燥的地表。较长时间的高温连晴，使地表覆盖层干燥，产生充足的高可燃性物质[4]。丽水地处中亚热带地区，正常年在开春以后直到7月上旬前后，属于多雨季节，期间降水充沛，入大于出。地表和森林覆盖层始终保持高湿，可燃性不大，即使有雷击并出现火点，也难于蔓延成灾。并且由于多雨，温度条件一般也难达到。7、8月份则是丽水的高温干旱季节，期间气温高，降水少，而03年更是50年一遇的异常干旱年，整个汛期降水都明显偏少，夏季干旱更是严重，虽然8月份全市范围进行了人工增雨，但日降水量都不大，小雨为主（24小时降水<5毫米），并且多为午后阵雨，白天高温条件仍然存在。丽水观测站03年七、八月日蒸发量的月平均值分别为：6.9，4.7厘米，04年分别为5.8，4.6厘米。即使考虑大范围蒸发和站点观测值之间的差别，也仍比常年平均值要大很多，这说明03、04年7、8月份的水量仍然是入不敷出的，地表层长期处于干燥状态中，使得地表覆盖层的可燃性极高。据统计，正常情况下，在丽水连晴7日可以认为干燥度条件达到[5]。

3.2  适当的树龄和树种

中等树龄的林区更易于出现雷击火灾，这点不同于北方[4]。从七次火灾记录来看，其中有6次发生在地表覆盖层的厚度适中，即郁闭度在0.4-0.6之间的中等树龄林区，只有一次发生在郁闭度0.3的幼林中。而老林由于覆盖层深厚，且郁闭度高，阳光难到达地面，干燥所需时间长，这样长的时间在江南很难达到，出现火灾的可能性反而低。

多落叶树种的林区更可能出现雷击火灾，并有利于火势的蔓延。本地多以落叶乔、灌木为主，尤其松、柏等针叶类树木分布广泛，本文所分析的七次火灾记录都有松的广泛分布，其次是杉、木荷、油茶等，也多是落叶树种。阔叶林相对较难成灾，如2004年8月3日，龙泉市凤阳山自然保护区小黄山附近雷击产生的高压电流击毁高大黄山松，但由于林下植被属不易燃烧的常绿阔叶树种，因此，没有引发森林火灾。

3.3  火灾时降水不明显，或者滞后于雷击事件

这里四个个例形成鲜明对比：个例3、4在雷击火灾出现后几个小时内都出现了大降水，火灭时间都是当日，自然降水灭火作用很大；个例1、2没有出现明显降水，火灾持续到次日早晨才熄灭（如表1）。火灾发生以后，利用雷达等确定未来几小时内降水的可能性，将有利于正确有效地组织扑救工作。

4  天气形势分析

丽水地处浙南（28.27°n，119.55°e），属于中亚热带气候。四季分明，副高是夏季影响和控制丽水的一个最主要的天气系统。汛期结束以后，副高北跳，丽水处于脊线附近或者在脊线之南，下沉气流为主[5]，常常出现连续的晴热高温天气，高温干燥条件很容易满足。此时只要出现雷雨天气，就很有可能诱发雷击森林火灾。下面着重分析四个个例中产生雷雨的天气条件。

从天气形势看，天气转折的过程中最容易出现雷雨。以上四个个例中，在发生灾害之前的几天均受强盛的副高控制，在浙赣常出现592等位势线，副高的脊线在**中部或者更北一些，丽水处于副高脊线附近或其南侧，天气晴热；同时风从海上来，水汽含量较高。

个例1是冷空气从低层渗入影响的典型过程。高层副高强盛而稳定：588线从11日越过丽水北上以后，只有17日受北方槽的影响略有南落到福建，之后又迅速恢复。尤其是7月23-27日始终有592闭合中心在丽水。850hpa类似于高层，但海上的高压中心在渤海海域，位置更高，这使得丽水处其西南象限中，多偏南风影响，虽然多高温晴好天气，但水汽条件极好，当弱的冷空气渗入时，148等位势线所摆动进退，产生雷雨天气。24日和25日，高低空都维持偏南风。低层的148线23-25日有一个进退摆动的过程，表示低空有冷空气向南渗入诱发雷雨而高层的588线则是不断在加强，592中心得到巩固，脊线越过丽水北上（如图1）高空槽由于副高强盛，基本维持在中纬度，没有明显南下。高低层一致而强盛的偏南风配合丽水的丘陵地形并良好的热力条件，当有冷平流的触发时，很容易出现雷雨天气。

  
图1：03年7月23日和25日副高

个例2、3和4则是由于中纬度地区有低槽东移或者副高南部有热带低压活动，从而使副高受到压缩，显得很不稳定，短时内经常有剧烈进退，进而产生较大范围雷雨天气的典型过程。

个例2中有北方低槽和热带系统的共同影响，结果在120°e-130°e之间副高受到压缩减弱，丽水也处于588线北侧边缘（如图2）。全市范围都出现了雷雨天气，但是由于华南是西南气流，850hpa也是西南气流，水汽条件不如在东南风中来的好，全市9个站普遍降水量都不大。个例4中从7月23日开始副高就快速地减弱。23日副高有588线囊括了山东以南四川以东的全部区域，24日只有河南湖北有高压中心，到了25日则完全退出了大陆（如图3）。低层的148线也在相应地撤退。在这些程中，冷空气相对于个例1并没有明显的加强，而是由于南部热带系统的配合，使副高显得很不稳定，丽水则经常处于副高的边缘地带，易出雷雨。04年的8月9日、20日、24日也有雷击火灾发生，就是由于副高的不稳定性造成的。个例3则完全是由于热带系统的影响切断了副高从而出现的雷雨过程（如图4）。

图2：03年8月30日副高

图3：04年7月23日、25日副高

图4：04年7月31日副高和热带气旋

5  物理量诊断分析

雷雨是非常局地性的一种天气，经常只能从少数几个站点的资料上反映出来，在大尺度的天气系统分析中经常会被平滑忽略，所以这里对雷雨时的一些物理量进行诊断分析。共分析了相关的15个物理量。

5.1  动力条件

个例1和2是冷空气向南渗入的过程，中低层都有冷平流表现，但是个例3和4中却没有明显的冷平流，个例3有暖平流，但很弱。7-8月丽水受副高控制，处于暖区中，冷平流入侵是非常有利于雷雨的触发机制[1]，在日常的预报业务中也能抓住这一类的雷雨天气；暖平流则相对难些；而对于局地对流发展的雷雨过程则预报更差些。从4个个例看，涡度以负值为主，不利于雷雨天气。

垂直速度Ω（850hpa）多为负值，即上升运动为主。散度场（d）比较混乱，但多以负值即辐合为主，一般以d≤-10*e-5为出现强对流天气的标志，这里只有个例4达到指标。

表2   物理量变（单位：e-5/秒，%，e-3hpa/s，g/kg，℃）

 
 rh
 Ω
 q
 k s i
 θse
 t t
 vq vvq
 
个例1
 68
 -1
 12
 30
 -1
 78
 69
 12
 -8
 
个例2
 73
 -5
 15
 35
 -3
 75
 72
 7
 0
 
个例3
 73
 -6
 12
 38
 -2
 77
 71
 4
 -10
 
个例4
 53
 -4
 10
 30
 -2
 70
 65
 5
 -6
 

5.2  层结条件

分析了总温度(tt)和总温度平流及假相当位温（θse）。一般以中低层tt≥60[2]，低层850hpa上θse≥68℃[3]为可能出现强对流的高能区，这几个个例的能量条件来看都达到了强对流的标准（如表2），个例2中的θse值甚至高达80。总温度平流的指示性不是很好，但以负值为主，这表示这些能量多为本地空气团的潜热释放而不是输入的。另两个指示稳定度的指标是k指数和si指数[3]。从表2来看，这两个指标都指示有雷雨。

5.3  水汽条件

针对本地湿度情况主要考虑了相对湿度rh和比湿q。当850hpa q≥10[3]时可能出现强对流，四个个例全都达到；另外从rh 看也是较大的，850hpa没有出现60%以下的低值。充分的水汽释放的潜热是雷雨能量的主要来源。考虑水汽的补给情况，分析了水汽平流、850hpa水汽通量vq和850hpa水汽通量散度vvq(如表2)。水汽正平流始终很弱，个例四中850hpa出现负值。水汽通量表示水汽水平输送的强度，该值超过20为强对流的标志，四例中都为正值，即有水汽的补充，但都不大于12，可以认为水汽的补给是较差的；而水汽通量变散度也没有出现正值，说明水汽是有所补充的。这和一般的雷雨要求有所不同，或许这是限制降水量，引起火灾的要素之一。

6  总结

6.1  夏季雷击森林火灾的发生要具备几个必要条件：首先是