闪电时程研究及区域雷电灾害风险分析

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本文首先引入最大熵原理在气象学中的应用思路,研究了闪电频次与闪电总量之间的对应关系,发现两者呈负相关,即闪电总量一定时,高频次的闪电发生概率小,低频次的闪电发生概率大,并根据相对闪电量与相对历时时间的关系建立了闪电时程方程。利用江苏省2007-2009年闪电定位仪实测资料的拟合曲线检验,发现使用闪电时程方程所推结论与资料拟合结果相符,利用2010-2011年的实测资料进行预测检验,得到的预测结果水平较好,从而表明了应用最大熵原理分析闪电频次的发展变化规律的合理性。伴随着雷电流泄放到大地容易引发雷电灾害,为深入研究雷电灾害风险的特点,本文第二部分依据信息扩散原理建立了雷电灾害风险评价模型,并用该模型对江苏省近十年的雷电灾害做出总体评价。雷电灾害事故的风险水平主要集中在300次/a以内,人员伤亡风险水平主要集中在35人/a,经济风险的水平相对较高,风险值为500万元/a的累积发生概率高达85.79%。另外,江苏省重大雷电灾害风险水平主要集中在18次/a到36次/a之间,累计发生概率高达58.14%。江苏省地处多雷区,通过雷电灾害风险评价模型分析发现江苏省雷电灾害风险水平较高。为此,本文最后分析了江苏省雷电灾害时空分布特征,发现江苏省近十年雷电灾害呈明显上升趋势,雷电灾害多发于强对流天气特别旺盛的6月到8月,居民和石油化工等易燃易爆行业遭受雷电风险的概率较大,损害类型多为电子、电气系统的失效。雷电灾害与年平均雷暴日有一定的相关性,与厄尔尼诺正相关性不明显,与拉尼娜负相关性较好。江苏各地市的易损度风险大致呈南高北低走势,在经济发展较好的地区稍有偏差。文中对闪电时程的研究可为雷电灾害的风险分析提供宏观指导,雷电灾害区域风险等级的划定,可为地方工程的选址、建设,雷电灾害风险评估以及防雷法规政策的制定提供科学依据,并为其他地区的雷电灾害风险分析提供参考。
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