摘要： 為了解與分析森林雷擊火災的動態行為，進行森林雷擊火災風險評估分析，以減少或避免因雷電而引發的森林火災、人員傷亡和設備毀壞所造成的損失，本文以2007—2018年山東省閃電定位系統監測數據資料、閃電監測資料、天氣和氣候觀測資料、林場高程數據、地理信息數據、現場勘查資料和客戶所提供的相關資料等為依據，采用統計分析法、相關分析、疊置分析和緩沖區分析等多種分析方法，對徂徠山地區雷電活動時空分布特征進行分析，并以地閃密度空間分布與最大地閃強度空間分布的疊置作為雷電風險的主要評價指標，對徂徠山地區雷電易發區域進行研究。研究結果表明，徂徠山林場閃電密度較高的區域主要位于馬頭山溝以北和主峰太平頂周圍。同時，結合森林雷擊火災原因、特點和地形特征，提出了一套符合實際的森林雷擊火災風險分析方法。該研究對森林雷電災害的防護具有重要意義。
關鍵詞： 森林防火; 地閃; 雷電災害; 風險; 評估
森林是陸地生態系統的主體，是全球氣候的主要調節者，影響著全球的生態環境。在生態環境日益惡化的今天，森林不但具有緩解地球“溫室效應”、防治荒漠化、涵養水源、保持水土、防災減災、確保農業穩產、維護生物多樣性等方面的功能，而且還提供豐富的林產品，幫助貧困地區人民脫貧致富，增加社會就業，促進區域經濟發展，所以森林資源是人類生活和生產所必需的一種資源，是人類賴以生存的重要基礎。但森林經常受到各種災害的破壞，在危害森林的諸多因子中，尤以森林火災為其最主要的因子[1] 。因此，加強森林雷擊火災的技術研究，對預防和及早制止森林火災的發生有著重要的現實意義。從20世紀初至今，對森林火災的預測和預報已有將近一百年的歷史了。一般公認的最早提出林火預測這一概念的是美國的道鮑思(Dubois)，他于1914年提出關于森林火災預測預報的概念，并論述了關于森林火災預報的氣象要素。我國林業部門也一直在加強對森林火災的預報研究，2000年，國家森林防火辦建立了全國森林防火信息系統，此項目是建立在局域信息中心計算機網絡和局域森林防火辦公室林火監測網絡基礎之上，采用Clientserver數據庫技術、WWW技術、地理信息系統和遙感技術，能夠實現林火監測、預測預報、輔助決策、信息發布等功能，為我國森林防火信息領域的進一步合作打下了基礎，是中國高技術產業化示范工程，該工程完成后具有實用的實時運行系統，具有很好的示范作用[2] 。目前，國內外關于雷擊森林火災的研究較少，而且仍停留在過火面積、火災次數的統計上，還沒有形成一套科學合理的森林雷擊火災風險評估技術。由于森林資源的地域性及構成的復雜性，森林雷擊受地形、海拔、風向等影響因素眾多[3] ，而建立森林雷擊火災風險評估體系是適應森林雷擊火災經濟研究和加強雷擊火災管理的需要?；诖?，本文以徂徠山林區作為風險評估研究對象，采用統計分析等方法，對徂徠山地區雷電易發區域進行研究。該研究為我國森林雷擊災害風險評估提供了參考依據。
1 徂徠山林場地理條件
徂徠山林場位于山東省中部，地屬泰安市，是魯中山地丘陵區的中心位置。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117°16′～117°20′，北緯36°02′～36°07′，長約30 km，北起岱岳區徂徠鎮的櫻桃園村，南至岱岳區良莊鎮的高胡莊村，寬約15 km。根據資料[4] 統計分析可知，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西低東高的特點，泰安市高值區主要集中在泰山、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、雷電流強度分布、地形起伏度、河網密度、人口密度、農村人口比例、第三產業比例、人均GDP、醫療衛生水平等參數，從致災因子危險性、孕災環境敏感性、承災體易損性和防災減災能力等因子，對泰安市雷電災害風險進行區劃，按高風險區、次高風險區、中等風險區、次低風險區和低風險區等5個等級進行劃分[5 6] ，得到泰安市雷電災害風險區劃圖如圖2所示。泰安西部位于次低等風險區域，中部地區位于中等風險區域，北部和東部位于高風險區域;徂徠山林場位于雷電災害高風險區域。
2 徂徠山林場地閃活動特征
2.1 地閃活動的年變化特征
對2007—2018年徂徠山林場閃電次數進行統計，徂徠山林場閃電次數統計圖如圖3所示。由圖3可以看出，2012年總閃電次數最多，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 地閃活動的季節變化特征
徂徠山林場地閃活動的季節性分布特征明顯，在春季(3～5月)，徂徠山林場地閃活動的頻率逐漸增加，該季節地閃活動占總量的8.31%。徂徠山林場地閃活動最頻繁的時間段集中在夏季(6～8月)，該季節地閃活動占總量的88.06%。而每到秋季(9～11月)，地閃活動的頻率迅速減少，該季節地閃活動占總量的3.2%，而冬季只有在2月出現過地閃，該季節地閃活動僅占總量的0.44%。由于徂徠山林場對流活動最活躍、雷電活動最頻繁的月份為8月，每年該月平均地閃頻率約為1309次，占地閃活動總量的38.41%，7月和6月頻率略低。此外，4月份正閃發生率最高，占當月總次數的27%，遠高于其他月份。徂徠山林場地閃活動月變化如圖4所示。
2.3 地閃活動日變化
徂徠山林場地閃活動高峰時段是16～21時，但19時有突降，主峰值時間為20時;早晨5～8時出現地閃活動次高峰期，次峰值時間為4時，地閃低發時段為1～4時和10～15時。上述地閃活動的變化可以概括為傍晚前后最頻繁，其次是凌晨，而深夜和上午相對較少。這是由于太陽輻射中午達到最大值，下墊面溫度升高，層結極易失穩，增加了局部地熱對流的發生[7 8] 。結果表明，大部分地閃發生在14時后，日落后太陽輻射急劇減少，對流明顯消散，導致地閃活動迅速減少，午夜時地閃活動相對較低。徂徠山林場地閃次數日變化如圖5所示。
推薦閱讀：林業職稱成果要求
