摘要： 為了解與分析森林雷擊火災(zāi)的動(dòng)態(tài)行為，進(jìn)行森林雷擊火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估分析，以減少或避免因雷電而引發(fā)的森林火災(zāi)、人員傷亡和設(shè)備毀壞所造成的損失，本文以2007—2018年山東省閃電定位系統(tǒng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)資料、閃電監(jiān)測(cè)資料、天氣和氣候觀測(cè)資料、林場(chǎng)高程數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)、現(xiàn)場(chǎng)勘查資料和客戶所提供的相關(guān)資料等為依據(jù)，采用統(tǒng)計(jì)分析法、相關(guān)分析、疊置分析和緩沖區(qū)分析等多種分析方法，對(duì)徂徠山地區(qū)雷電活動(dòng)時(shí)空分布特征進(jìn)行分析，并以地閃密度空間分布與最大地閃強(qiáng)度空間分布的疊置作為雷電風(fēng)險(xiǎn)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)徂徠山地區(qū)雷電易發(fā)區(qū)域進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明，徂徠山林場(chǎng)閃電密度較高的區(qū)域主要位于馬頭山溝以北和主峰太平頂周圍。同時(shí)，結(jié)合森林雷擊火災(zāi)原因、特點(diǎn)和地形特征，提出了一套符合實(shí)際的森林雷擊火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)分析方法。該研究對(duì)森林雷電災(zāi)害的防護(hù)具有重要意義。

　　關(guān)鍵詞： 森林防火; 地閃; 雷電災(zāi)害; 風(fēng)險(xiǎn); 評(píng)估

　　森林是陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，是全球氣候的主要調(diào)節(jié)者，影響著全球的生態(tài)環(huán)境。在生態(tài)環(huán)境日益惡化的今天，森林不但具有緩解地球“溫室效應(yīng)”、防治荒漠化、涵養(yǎng)水源、保持水土、防災(zāi)減災(zāi)、確保農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)、維護(hù)生物多樣性等方面的功能，而且還提供豐富的林產(chǎn)品，幫助貧困地區(qū)人民脫貧致富，增加社會(huì)就業(yè)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展，所以森林資源是人類生活和生產(chǎn)所必需的一種資源，是人類賴以生存的重要基礎(chǔ)。但森林經(jīng)常受到各種災(zāi)害的破壞，在危害森林的諸多因子中，尤以森林火災(zāi)為其最主要的因子[1] 。因此，加強(qiáng)森林雷擊火災(zāi)的技術(shù)研究，對(duì)預(yù)防和及早制止森林火災(zāi)的發(fā)生有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。從20世紀(jì)初至今，對(duì)森林火災(zāi)的預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)已有將近一百年的歷史了。一般公認(rèn)的最早提出林火預(yù)測(cè)這一概念的是美國(guó)的道鮑思(Dubois)，他于1914年提出關(guān)于森林火災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的概念，并論述了關(guān)于森林火災(zāi)預(yù)報(bào)的氣象要素。我國(guó)林業(yè)部門也一直在加強(qiáng)對(duì)森林火災(zāi)的預(yù)報(bào)研究，2000年，國(guó)家森林防火辦建立了全國(guó)森林防火信息系統(tǒng)，此項(xiàng)目是建立在局域信息中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和局域森林防火辦公室林火監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)之上，采用Clientserver數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、WWW技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)林火監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、輔助決策、信息發(fā)布等功能，為我國(guó)森林防火信息領(lǐng)域的進(jìn)一步合作打下了基礎(chǔ)，是中國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程，該工程完成后具有實(shí)用的實(shí)時(shí)運(yùn)行系統(tǒng)，具有很好的示范作用[2] 。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于雷擊森林火災(zāi)的研究較少，而且仍停留在過火面積、火災(zāi)次數(shù)的統(tǒng)計(jì)上，還沒有形成一套科學(xué)合理的森林雷擊火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)。由于森林資源的地域性及構(gòu)成的復(fù)雜性，森林雷擊受地形、海拔、風(fēng)向等影響因素眾多[3] ，而建立森林雷擊火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系是適應(yīng)森林雷擊火災(zāi)經(jīng)濟(jì)研究和加強(qiáng)雷擊火災(zāi)管理的需要?；诖耍疚囊葬迯粕搅謪^(qū)作為風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究對(duì)象，采用統(tǒng)計(jì)分析等方法，對(duì)徂徠山地區(qū)雷電易發(fā)區(qū)域進(jìn)行研究。該研究為我國(guó)森林雷擊災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了參考依據(jù)。

　　1 徂徠山林場(chǎng)地理?xiàng)l件

　　徂徠山林場(chǎng)位于山東省中部，地屬泰安市，是魯中山地丘陵區(qū)的中心位置。徂徠山屬泰沂山脈，孤立于泰萊平原，山脈東西走向，最高海拔1 027.8 m。地理范圍為東經(jīng)117°16′～117°20′，北緯36°02′～36°07′，長(zhǎng)約30 km，北起岱岳區(qū)徂徠鎮(zhèn)的櫻桃園村，南至岱岳區(qū)良莊鎮(zhèn)的高胡莊村，寬約15 km。根據(jù)資料[4] 統(tǒng)計(jì)分析可知，泰安市年平均地閃密度為1.39次/(km2 ·a)，高于山東省年地閃密度平均值1.94次/(km2 ·a)。泰安市地閃密度分布整體呈現(xiàn)西低東高的特點(diǎn)，泰安市高值區(qū)主要集中在泰山、徂徠山和蓮花山山脈附近[10] 。泰安市地閃密度分布圖如圖1所示。

　　通過綜合考慮泰安市地閃密度、雷電流強(qiáng)度分布、地形起伏度、河網(wǎng)密度、人口密度、農(nóng)村人口比例、第三產(chǎn)業(yè)比例、人均GDP、醫(yī)療衛(wèi)生水平等參數(shù)，從致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、孕災(zāi)環(huán)境敏感性、承災(zāi)體易損性和防災(zāi)減災(zāi)能力等因子，對(duì)泰安市雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行區(qū)劃，按高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、次高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)、次低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)和低風(fēng)險(xiǎn)區(qū)等5個(gè)等級(jí)進(jìn)行劃分[5 6] ，得到泰安市雷電災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃圖如圖2所示。泰安西部位于次低等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，中部地區(qū)位于中等風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，北部和東部位于高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域;徂徠山林場(chǎng)位于雷電災(zāi)害高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。

　　2 徂徠山林場(chǎng)地閃活動(dòng)特征

　　2.1 地閃活動(dòng)的年變化特征

　　對(duì)2007—2018年徂徠山林場(chǎng)閃電次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，徂徠山林場(chǎng)閃電次數(shù)統(tǒng)計(jì)圖如圖3所示。由圖3可以看出，2012年總閃電次數(shù)最多，為569次，其次是2009年，為472次，2015年最少，為68次，而2014和2017年均為92次。正閃次數(shù)2016年最多，為33次，其次是2018年，為20次，而2009和2010年最少，為3次。

　　2.2 地閃活動(dòng)的季節(jié)變化特征

　　徂徠山林場(chǎng)地閃活動(dòng)的季節(jié)性分布特征明顯，在春季(3～5月)，徂徠山林場(chǎng)地閃活動(dòng)的頻率逐漸增加，該季節(jié)地閃活動(dòng)占總量的8.31%。徂徠山林場(chǎng)地閃活動(dòng)最頻繁的時(shí)間段集中在夏季(6～8月)，該季節(jié)地閃活動(dòng)占總量的88.06%。而每到秋季(9～11月)，地閃活動(dòng)的頻率迅速減少，該季節(jié)地閃活動(dòng)占總量的3.2%，而冬季只有在2月出現(xiàn)過地閃，該季節(jié)地閃活動(dòng)僅占總量的0.44%。由于徂徠山林場(chǎng)對(duì)流活動(dòng)最活躍、雷電活動(dòng)最頻繁的月份為8月，每年該月平均地閃頻率約為1309次，占地閃活動(dòng)總量的38.41%，7月和6月頻率略低。此外，4月份正閃發(fā)生率最高，占當(dāng)月總次數(shù)的27%，遠(yuǎn)高于其他月份。徂徠山林場(chǎng)地閃活動(dòng)月變化如圖4所示。

　　2.3 地閃活動(dòng)日變化

　　徂徠山林場(chǎng)地閃活動(dòng)高峰時(shí)段是16～21時(shí)，但19時(shí)有突降，主峰值時(shí)間為20時(shí);早晨5～8時(shí)出現(xiàn)地閃活動(dòng)次高峰期，次峰值時(shí)間為4時(shí)，地閃低發(fā)時(shí)段為1～4時(shí)和10～15時(shí)。上述地閃活動(dòng)的變化可以概括為傍晚前后最頻繁，其次是凌晨，而深夜和上午相對(duì)較少。這是由于太陽(yáng)輻射中午達(dá)到最大值，下墊面溫度升高，層結(jié)極易失穩(wěn)，增加了局部地?zé)釋?duì)流的發(fā)生[7 8] 。結(jié)果表明，大部分地閃發(fā)生在14時(shí)后，日落后太陽(yáng)輻射急劇減少，對(duì)流明顯消散，導(dǎo)致地閃活動(dòng)迅速減少，午夜時(shí)地閃活動(dòng)相對(duì)較低。徂徠山林場(chǎng)地閃次數(shù)日變化如圖5所示。

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