安徽省雷電監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)及風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

前言

　　雷電是與強(qiáng)對(duì)流天氣相伴而生的一種災(zāi)害性天氣現(xiàn)象，以強(qiáng)大的電流、炙熱的高溫、猛烈的沖擊波以及強(qiáng)烈的電磁輻射為主要特征。因其能在瞬間產(chǎn)生巨大的破壞作用，常常導(dǎo)致人員傷亡，擊毀地面各種建筑物和重要設(shè)施，危害人民財(cái)產(chǎn)和人身安全，因此雷電災(zāi)害被聯(lián)合國(guó)有關(guān)組織列為“最嚴(yán)重的十種自然災(zāi)害之一”，也被國(guó)際電工委員會(huì)稱為“電子時(shí)代的一大公害”。我國(guó)是雷電發(fā)生較為頻繁的國(guó)家之一，雷電災(zāi)害不斷出現(xiàn)，給我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生產(chǎn)帶來(lái)了各種損失，嚴(yán)重威脅著我國(guó)的社會(huì)公共安全和人民生命財(cái)產(chǎn)安全，雷電災(zāi)害已經(jīng)成為我國(guó)重要的災(zāi)害之一。因此，做好防雷減災(zāi)工作，不僅是安全生產(chǎn)不可缺少的重要環(huán)節(jié)，也是經(jīng)濟(jì)建設(shè)、社會(huì)發(fā)展和人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要保障，是維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定的大事。　　近年來(lái)各地氣象部門紛紛建立了各種雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，針對(duì)雷電的數(shù)據(jù)分析、預(yù)報(bào)預(yù)警、雷電災(zāi)害防御工作提到了議事日程。首先，雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)可以全天候、自動(dòng)地記錄下雷電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合新一代多普勒雷達(dá)探測(cè)資料，研究雷電與雷達(dá)回波之間的規(guī)律，進(jìn)行臨近或超短時(shí)預(yù)警預(yù)報(bào)；其次，數(shù)值業(yè)務(wù)模式產(chǎn)品可以提供豐富的信息產(chǎn)品，通過(guò)研究雷電發(fā)生規(guī)律與大氣不穩(wěn)定之間的關(guān)系，可以進(jìn)行雷電潛勢(shì)預(yù)報(bào)；再次，對(duì)于易受雷擊影響的建筑物等設(shè)施進(jìn)行雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，提前做好防雷工作預(yù)案，可以有效減輕雷電災(zāi)害影響?！　∽髡叱袚?dān)幾項(xiàng)雷電的數(shù)據(jù)分析和預(yù)報(bào)預(yù)警項(xiàng)目的研制，積累了大量雷電預(yù)報(bào)預(yù)警的研究經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)了雷電預(yù)報(bào)預(yù)警的研究團(tuán)隊(duì)；承擔(dān)多項(xiàng)雷電業(yè)務(wù)系統(tǒng)、雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)、雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、雷電災(zāi)害防御示范等工程項(xiàng)目的建設(shè)，具有較為扎實(shí)的防雷業(yè)務(wù)建設(shè)能力，具備一支防雷檢測(cè)、雷電預(yù)警、雷電災(zāi)害評(píng)估等方面的隊(duì)伍；與有關(guān)高校密切合作，提升了防雷科研、防雷業(yè)務(wù)的科技內(nèi)涵。通過(guò)將科研項(xiàng)目的研究成果業(yè)務(wù)化，以及業(yè)務(wù)建設(shè)項(xiàng)目的不斷積累，雷電監(jiān)測(cè)、雷電數(shù)據(jù)分析、雷電潛勢(shì)預(yù)警、雷電臨近預(yù)報(bào)、雷電預(yù)報(bào)系統(tǒng)、雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等技術(shù)水平有明顯提高，不僅為持續(xù)進(jìn)行雷電項(xiàng)目的科研打下基礎(chǔ)，也有力地促進(jìn)防雷業(yè)務(wù)工作的深入開(kāi)展。

內(nèi)容概要

　　雷電是近年來(lái)大氣科學(xué)的重要發(fā)展方向之一。本書(shū)介紹了近年來(lái)安徽省雷電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的診斷分析、短時(shí)潛勢(shì)預(yù)警、臨近預(yù)報(bào)與應(yīng)用、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究成果，是編著者近年有關(guān)雷電現(xiàn)象的分析、模式釋用和預(yù)報(bào)研究成果的總結(jié)和提煉，主要以雷電災(zāi)害性天氣為研究對(duì)象，綜合、系統(tǒng)地論述雷電監(jiān)測(cè)、短時(shí)預(yù)報(bào)技術(shù)、臨近預(yù)報(bào)技術(shù)、預(yù)報(bào)效果以及雷電風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估情況。　　本書(shū)適用于氣象、電力、自然災(zāi)害領(lǐng)域的業(yè)務(wù)科技人員、師生以及防災(zāi)減災(zāi)管理人員。

書(shū)籍目錄

前言第1章 雷電概況　1.1 國(guó)內(nèi)外研究綜述　1.2 雷電研究進(jìn)展　　1.2.1 雷電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量分析　　1.2.2 雷電影響因子分析　　1.2.3 雷電潛勢(shì)預(yù)報(bào)　　1.2.4 雷電臨近預(yù)報(bào)　　1.2.5 雷電預(yù)報(bào)系統(tǒng)　1.3 雷電的危害　　1.3.1 雷電對(duì)人的危害　　1.3.2 雷電對(duì)電子設(shè)備的危害　　1.3.3 雷電對(duì)建筑物的危害　　1.3.4 雷災(zāi)分類　參考文獻(xiàn)第2章 安徽省雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)　2.1 現(xiàn)代雷電定位監(jiān)測(cè)技術(shù)　　2.1.1 磁方向定位法　　2.1.2 時(shí)差定位法　　2.1.3 時(shí)差方向混合定位法　2.2 安徽省主要雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)　2.3 LD-Ⅱ型雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)　　2.3.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介　　2.3.2 定位原理　　2.3.3 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成　　2.3.4 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分布及其主要參數(shù)　　2.3.5 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢　2.4 云地閃雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)　2.5 黃山雷電監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)　參考文獻(xiàn)第3章 雷電數(shù)據(jù)分析　3.1 雷電的時(shí)間變化　　3.1.1 年變化　　3.1.2 日變化　3.2 雷電的空間分布　3.3 數(shù)據(jù)分析中的基本概念　　3.3.1 典型雷電過(guò)程　　3.3.2 誤差定義　　3.3.3 一次雷電活動(dòng)時(shí)間間隔的確定　3.4 LD數(shù)據(jù)的代表性與可靠性　　3.4.1 數(shù)據(jù)的代表性　　3.4.2 數(shù)據(jù)的可靠性　3.5 雷電數(shù)據(jù)隨距離變化特性　　3.5.1 累積比例　　3.5.2 不同空間距離內(nèi)比例　3.6 誤差結(jié)果分析　　3.6.1 點(diǎn)一點(diǎn)的誤差統(tǒng)計(jì)　　3.6.2 面一面的誤差統(tǒng)計(jì)　3.7 數(shù)據(jù)質(zhì)量統(tǒng)計(jì)分析　　3.7.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析方法　　3.7.2 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析結(jié)果　3.8 雷電數(shù)據(jù)的方向性　　3.8.1 方向性分布事實(shí)　　3.8.2 方向性的密度模型　　3.8.3 應(yīng)用實(shí)例　參考文獻(xiàn)第4章 雷電潛勢(shì)預(yù)報(bào)　4.1 技術(shù)方案　　4.1.1 雷電活動(dòng)和不穩(wěn)定參數(shù)的相關(guān)性分析　　4.1.2 潛勢(shì)預(yù)報(bào)方程的確立　　4.1.3 雷電0～24小時(shí)潛勢(shì)預(yù)報(bào)的實(shí)現(xiàn)　4.2 雷電活動(dòng)和不穩(wěn)定參數(shù)的相關(guān)性分析　　4.2.1 雷電活動(dòng)參數(shù)的選擇　　4.2.2 不穩(wěn)定參數(shù)的選擇　　4.2.3 相關(guān)性分析　4.3 潛勢(shì)預(yù)報(bào)方程的建立　　4.3.1 預(yù)報(bào)方程建立思路　　4.3.2 具體預(yù)報(bào)方程　　4.3.3 方程檢驗(yàn)　4.4 雷電0～24小時(shí)潛勢(shì)預(yù)報(bào)試運(yùn)行　　4.4.1 試運(yùn)行概況　　4.4.2 試運(yùn)行產(chǎn)品　　4.4.3 2008年試運(yùn)行結(jié)果分析　參考文獻(xiàn)第5章 雷電臨近預(yù)報(bào)　5.1 臨近預(yù)報(bào)流程　5.2 基于雷達(dá)追蹤信息的臨近預(yù)報(bào)　5.3 基于雷電與雷達(dá)回波關(guān)系的臨近預(yù)報(bào)　5.4 臨近預(yù)報(bào)效果檢驗(yàn)　5.5 雷電臨近預(yù)報(bào)結(jié)果與降水的關(guān)系　參考文獻(xiàn)第6章 基于WebGIS的雷電信息與預(yù)報(bào)發(fā)布　6.1 WebGIS基本原理　　6.1.1 WebGIS的特點(diǎn)　　6.1.2 WebGIS實(shí)現(xiàn)模型　6.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)　　6.2.1 WebGIS系統(tǒng)應(yīng)用可行性論證　　6.2.2 基本軟件——ArcIMS　　6.2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)　　6.2.4 WebGIS服務(wù)器軟、硬件配置　　6.2.5 系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織　　6.2.6 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能設(shè)計(jì)　6.3 快速創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)站　6.4 數(shù)據(jù)庫(kù)連接　6.5 雷電信息查詢與預(yù)報(bào)發(fā)布　　6.5.1 電子地圖功能　　6.5.2 雷電監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查詢與顯示　　6.5.3 信息查詢的WebGIS技術(shù)　　6.5.4 雷電信息查詢與預(yù)報(bào)發(fā)布圖例　參考文獻(xiàn)第7章 黃山風(fēng)景區(qū)雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估　7.1 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的必要性及評(píng)估思路　7.2 雷電災(zāi)害成因分析　　7.2.1 雷擊電磁環(huán)境的黃山巖土結(jié)構(gòu)因素　　7.2.2 風(fēng)景區(qū)孕災(zāi)氣象環(huán)境危險(xiǎn)性分析　　7.2.3 風(fēng)景區(qū)作為雷災(zāi)承災(zāi)體的易損性分析　7.3 黃山名松的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及結(jié)論　7.4 黃山奇石的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估　7.5 天都峰的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估　7.6 曙光亭的雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估　7.7 黃山風(fēng)景區(qū)雷擊風(fēng)險(xiǎn)控制措施　7.8 雷電災(zāi)害應(yīng)急避險(xiǎn)系統(tǒng)建立　7.9 雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估演示軟件　參考文獻(xiàn)第8章 存在問(wèn)題及建議　8.1 數(shù)據(jù)質(zhì)量分析　8.2 潛勢(shì)預(yù)報(bào)　8.3 臨近預(yù)報(bào)　8.4 WebGIS平臺(tái)　8.5 雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估　參考文獻(xiàn)附錄A 安徽省雷電WebGIS系統(tǒng)需求說(shuō)明書(shū)附錄B 安徽省雷電WebGIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)附錄C 安徽省雷電WebGIS系統(tǒng)用戶手冊(cè)

章節(jié)摘錄

　　隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，電子技術(shù)已滲透到了人類社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，目前各種低壓電氣系統(tǒng)和以計(jì)算機(jī)設(shè)備、通信設(shè)備為代表的電子系統(tǒng)，應(yīng)用范圍之廣、品種之多、數(shù)量之大是前所未有的。電子技術(shù)不僅極大地提高了人們的工作和生活的質(zhì)量，而且把現(xiàn)今的人們更緊密地聯(lián)系在一起，使大家的溝通與交流更加方便、快捷。現(xiàn)代先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的確給人們提供了極大的便利，但是一旦發(fā)生故障，又會(huì)嚴(yán)重影響人們的生活和工作。雷電對(duì)電子設(shè)備的危害，可以在暫態(tài)電位抬升、回路感應(yīng)過(guò)電壓、線路感應(yīng)過(guò)電壓、耦合過(guò)電壓等4個(gè)方面產(chǎn)生危害（梁立紅等，2009）。目前，許多現(xiàn)代化辦公大樓建筑物都配備了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電子通訊和自動(dòng)控制等設(shè)備以及低壓電氣設(shè)備。由于這些電子設(shè)備采用了大規(guī)模集成電路（取代了電子管），體現(xiàn)出了集成度高、運(yùn)轉(zhuǎn)速度快的優(yōu)越性。但這些微電子設(shè)備工作電壓非常低，它的耐過(guò)電壓、過(guò)電流和抗雷擊電磁脈沖的能力差，極易遭受雷電的侵害，尤其是受到雷擊電磁脈沖造成的危害更為嚴(yán)重。和全球人類遭受各種自然災(zāi)害影響逐年增加的結(jié)果一樣，雷擊災(zāi)害造成的損失也有越來(lái)越嚴(yán)重的趨勢(shì)。特別是雷電電磁脈沖干擾對(duì)低壓電氣系統(tǒng)和電子系統(tǒng)的影響越來(lái)越突出，對(duì)這些系統(tǒng)造成損壞事故的發(fā)生率逐年增高。因此，雷電災(zāi)害已成為聯(lián)合國(guó)公布的10種最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，被列為“電子時(shí)代的一大公害”。　　1.3.3雷電對(duì)建筑物的危害　　雷擊的概率隨著建筑物高度的增加而增大，即建筑物越高，雷擊的次數(shù)越多。隨著高層建筑物的增多，雷電對(duì)建筑物的危害也越來(lái)越突出。雷電對(duì)建筑物的危害主要有以下幾種形式（尹娜，2005）：　?。?）當(dāng)雷電直接擊在建筑物上，建筑物的鋼框架、鋼筋中都會(huì)侵入雷電浪涌電流，因而對(duì)建筑物內(nèi)的電子設(shè)備產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁場(chǎng)，同時(shí)使設(shè)在同一建筑物內(nèi)的各種裝置中出現(xiàn)很高的電位差，從而對(duì)建筑物本身和人員設(shè)備造成很大的危害。當(dāng)雷電直接擊在建筑物上時(shí)，由于高溫而引起建筑物燃燒。　?。?）在雷電流通道上，物體水分受熱汽化膨脹，產(chǎn)生強(qiáng)大的機(jī)械力而使建筑物結(jié)構(gòu)遭受到破壞。由于雷電流變化梯度大而產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場(chǎng)，使得周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而構(gòu)成火災(zāi)危險(xiǎn)。

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