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江西气象科技
JIANGXI METEOROLOGICAL SCIENCE&TECHNOLOGY
2004年 第27卷 第2期 No.2 2004

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雷电定位资料在雷电灾害鉴定中的应用*

罗树如1 , 段和平2
(1.江西省气象局,江西 南昌 330046;2.江西省防雷中心,江西 南昌 330046)
 

    摘 要:雷电定位资料是鉴定雷电灾害的重要客观依据。为充分发挥雷电监测网的作用,江西省气象局雷电课题组运用雷电定位资料,结合其它信息,快速准确地鉴定了江西2003年的几起重大雷击事故,并提炼总结出1套鉴定程序,从而为依法履行气象法赋予气象部门雷电管理职能提供了有力的技术支持。
   
关键词:雷电 定位资料 灾害 鉴定 应用
  
中图分类号:P415.3+5;P427.32 文献标识码:B 文章编号:1007-9033(2004)02-0042-02



    随着人类社会经济的发展,因雷电引发的灾害越来越严重,常遭受雷电影响的领域有建筑、电网、通讯、林业、交通、易燃易爆场所、军事设施等。但对由雷电产生灾害的鉴定,长期以来只靠推理旁证,缺乏令人信服的科学依据,使决策部门很难下决心制定相应的雷电防护措施。2003年3月,江西省气象局建立了由12个探测站和1个中心站组成的雷电监测网,从而实现了对全省及周边地区的雷电灾害进行实时、无缝隙的监测。在此基础上,编制了雷电灾害鉴定程序,解决了雷电灾害鉴定难的问题,为政府和部门制定防雷减灾政策和发展规划,以及灾害鉴定提供了科学的决策依据。
1 雷电监测网定位精度验证
    为鉴定设备的定位精度,克服运用中的盲目性,课题组使用GPS定位仪对江西省2003年4~8月的部分雷击灾害进行了实地数据调查对比(表1),结果表明:雷电监测网定位误差一般在1 km以内,平均误差为856 m,和用4个以上探测站最小二乘法得出的理论定位误差值在1 km以内相吻合。这说明雷电监测网是可用于雷电定位的。

2 运用雷电定位资料鉴定雷电灾害
    如何运用雷电定位资料鉴定雷电灾害,笔者通过实践,并结合理论思考,总结提炼出1套雷电灾害鉴定程序。
    受灾点雷电监测定位网没有监测到雷电现象,同时雷达回波图上又没有>30 dBz的回波,就可以断定受灾点不是雷击造成的灾害。有雷闪或>30 dBz的回波,如何鉴定是否由雷击造成的灾害呢?
    如果灾害现场发生的时间、位置和监测系统监测到的雷电在时间、位置(≤1 km)上吻合,可直接判定是由雷击产生的灾害。若雷电定位的位置或≥30 dBz的雷达回波位置距事发点1 km以远,则根据雷击产生的热效应、机械效应、电磁感应、雷电波侵入、剩磁等现象来确定是否为雷击引起的灾害。只要能确定现场有由雷击引起的热效应、机械效应、电磁感应、雷电波侵入等现象之一发生,也能从技术上判断是雷击灾害,但必须排除造成以上现象的其它可能性,而判断雷击是唯一原因。具体判断流程图如图1所示。


图1  判断雷击发生流程框图

3 应用实例
    2003年江西省全年共发生过7起重大雷击灾害。事后,江西省雷电防护管理局均派员前往现场调查、鉴定。在调查、鉴定过程中,江西省气象局雷电监测定位系统提供的资料,为政府决策部门对这几起雷击事故的最终鉴定提供了客观、科学的依据。
3.1 京福高速公路黎川连接处爆炸事故的雷击灾害鉴定
    2003年7月27日19时30分左右,位于江西省黎川县城郊区的京福高速公路黎川连接处施工现场(28.663 3°N、116.126 1°E)发生爆炸事故,造成3人当场死亡,4人受伤。江西省气象局雷电监测定位系统监测到2003年7月27日19时33分12秒在黎川县城区有-4.5 kA的落地雷(28.672 6°N、116.129°E)。事故发生的时间、地点以及目击证人证实的均与闪电监测定位系统所监测的结果基本一致,事故发生地与雷电定位结果误差为600 m。江西省安全委员会、江西省雷电防护管理局在排除了其它所有可能引发爆炸的前提下,采纳了江西省气象局雷电监测系统提供的数据,并鉴定此次事故是由雷击引起的。
3.2 庐山五老峰待晴亭事故的雷击灾害鉴定
    2003年8月10日15时左右,庐山五老峰待晴亭(29.546 8°N、116.009 3°E)遭雷击,造成3人死亡,十几人受伤,现场所有的手机都损坏。江西省气象局雷电监测定位系统监测到2003年8月 10日15时04分59秒待晴亭有-9.4kA的落地雷(29.543°N、116.004 9°E)。事故发生时间、地点以及目击证人证实的和闪电监测定位系统所监测的数据基本一致,灾害发生地与雷电定位结果相差460 m,在雷电监测定位系统的允许误差范围(<1 000 m)之内,鉴定结果为雷击灾害。江西省安全委员会、江西省雷电防护管理局在排除了其它所有可能引发的前提下,采纳了江西省气象局雷电监测系统提供的数据,鉴定此次事故是由雷击引起的。
4 结语
    (1) 雷电监测网是目前鉴定雷电灾害最客观、最科学的手段。4个探测站以上交汇定位的结果精度较高,一般情况用这一种手段就可判定是否是雷击灾害。但考虑到受雷电定位算法局限性影响,仍有10%左右的云地闪雷电监测网监测不到。在这种情况下,结合使用雷达回波强度资料就能较好地鉴定雷电灾害。
    (2) 仅用雷达回波强度资料不能有效地鉴定雷击灾害,因为有较强的雷达回波而不发生云地闪的情况时有发生。
    (3) 雷电监测网在江西的应用时间还比较短,有待在实践中再认识,再深化,从而不断发现新规律。

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收稿日期:2004年04月02日

第一作者简介:罗树如(1946-),男,高级工程师,主要从事天气预报与管理
*本文受江西省气象局“雷电监测在信息服务中的应用”项目资助。