雷电防御技术在气象保障中的应用

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

王曦1,王娟2

云南省德宏州气象局气象灾害防御中心,云南 德宏 678400

摘要

雷电具有一定破坏性,严重雷电天气会危害社会大众生命财产安全。现代气象学当中,雷电防御技术是重要组成。本篇文章从不同角度切入,对雷电防御技术在气象保障中的实践应用进行探讨。


关键词

气象保障;雷电防御技术;应用

正文


在自然界天气现象中,雷电具有高压性、瞬时性与大电流特点。一旦受到雷电攻击,很容易导致建筑物损坏或者人员伤亡等,还能借助强大电磁脉冲效应严重威胁通信、电力、石化、航天等基础设施安全。伴随全球气候变暖影响,频繁出现极端恶劣天气,雷电天气造成的危害也愈发显著。为此必须要探讨构建更加系统完善的雷电防御技术体系,才能更好服务气象保障需要。

1雷电防御技术

雷电防御技术体系具有明显的复杂性、系统性特点,主要由三部分构成:首先,监测。监测是保障雷电防御技术应用成效的基础,现代雷电防御监测借助于不同类型先进技术手段,包括地基雷电探测网、卫星遥感监测、多普勒天气雷达、大气电场仪网,不同技术手段彼此衔接融合,从而构建起高效的综合监测网络,对保障雷电预警及防护成效都有重要意义[1]。其次,预警。所谓预警,即将监测获取到的数据信息最终转化为防灾减灾决策相关依据。主要包括雷电潜势预报、雷电短临预警、预警信息发布。再次,防护。在控制雷电危害损失中,防护是至关重要的防线。主要包括外部防护、内部防护、智能防护系统等。以外部防护为例,选择避雷带、避雷针或者避雷网等传统装置,建成“法拉第笼”结构,有助于对雷电科学引流,实现对关键设备、重要建筑物等的有效保护,避免遭受雷电直接击毁。现代化设计更加侧重对接闪效率的优化,致力于将雷电击中风险降到最低[2]

2核心应用

对于气象保障而言,雷电防御技术应用有着至关重要影响,核心作用主要体现在以下几点:

2.1航空气象保障

首先,飞行安全。对于现代航空器而言,雷电造成的威胁影响非常大。航空气象部门通过高水平雷电监测预警,可向航空公司、空管等提供非常精准的雷暴雷云强度、位置、移动路径及可能影响区预报,有助于相关部门做出备降、绕飞或者地面等待等正确决策,对飞机规避雷暴区域有重要影响[3]。其次,机场运行。保障设备设施安全,常见包括塔台、航站楼、机坪设备等安全;保障地面人员安全,包括地勤人员、机务人员、旅客等。一旦触发雷暴预警,需将所有户外作业予以停止并引导关联人员到安全区域避险,还需要启动雷电预警防护系统,机场等特殊空间必须要配备大气电场仪,有助于精准把握首次闪击预警。

2.2航天发射保障

对于高难度、高水平航天发射而言,雷电防御技术至关重要,并且对雷电预警防护有着极为苛刻要求,也是确保航天发射成功的关键。需要在航天发射现场周边部署各种最为先进的监测设备,常见包括闪电定位站、多普勒雷达及大气电场仪阵列等,满足不间断监测需求。借助短临预警技术,可对发射最佳窗口科学把握,规避可能雷电风险。发射塔架经过特殊处理,具有非常强的直击雷防护特点,而且测控、指控、加注等环节电气电子设备都有着相当高水准的雷电电磁脉冲防护[4]

2.3电力气象保障

电网具有一定脆弱性,处于户外状态下的电力系统,增加了被雷电攻击或破坏可能,容易出现设备损坏或跳闸甚至出现大范围停电等可能。为确保智能防御成效,电力气象部门要实现雷电监测预警信息在电网系统中的深层次融合嵌入。结合最新雷电预警信息,对电网实际运行方式科学调控,对极易受到雷暴影响区域需要提前做好应急抢修事宜。还需要将各种避雷器等广泛安装到电网中,并将浪涌保护器安装到变电站及线路等关键位置。发挥雷电定位系统支持作用,确保对雷击导致的故障位置快速定位,将查找故障及恢复正常所需时间最大限度缩短[5]

2.4重大活动保障

伴随现代社会的发展推进,各种类型大型群众活动越来越多,较多开放空间等,增加了被雷电击中可能,做好雷电防御事关最广大群众生命安全。大型群众活动组织开展前,需做好雷电风险科学评估。将移动电场仪、便携雷达或加密闪电定位仪等安装到活动现场周边,确保短临预警服务高效到位。构建高水平应急响应及信息发布机制,还要在活动现场建构专门的应急避险场所等,并结合预警级别适时启动应急预案,防控好可能雷击确保现场人员安全。

2.5城市公共安全

在现代城镇当中,供气管道、供水管道、通信网络、交通信号等,都要具备雷暴天气下正常运行的能力。城市管理部门要构建多元化的公众预警平台,实现不同方式的整合,包括城市应急广播、公共媒体或手机短信APP等,提前向市民进行雷暴天气预警,引导广大市民科学避险,逐步增强市民的防御安全意识。对于大型商场、政府机关、危化品仓库等重点设施,必须要跟进检修维护,将雷电预警信息与应急管理等整合到城市智慧气象平台中,确保在雷电灾害预警应对上更富成效[6]

事实证明,气象保障中雷电防御技术应用成效非常显著,显著提升了监测能力,确保了预警的整体时效性,而且得益于国家支持社会推动,雷电防御体系也更加完善到位,将雷电等可能危害影响最大限度予以降低。但也面临不少挑战,主要体现在监测精准度有待提升,实际覆盖面较为有限,难以有效应对偏远地区或复杂地形等的防御监测,且不同类型监测预警系统的数据信息融合还需要不断深化。短临预警还有很大的提升空间,准确性有待持续提升,局地突发性、生命史短的雷暴在精准预警上还有很大挑战,预警产品在品质化、人性化服务决策需求上还要进行更多探索。关联部门在雷暴预警等的协调联动上有待强化,新技术应用及人才储备也需要不断整合资源力量,类似问题的存在,势必会影响气象保障领域雷电防御技术的应用成效,必须要聚焦存在挑战积极探索,才能确保雷电防御技术应用上更加理性、到位。

结束语:现代气象保障中,雷电防御技术应用至关重要,有助于降低雷电天气可能造成的危害影响,对保障国计民生安全都有重要意义。为此,必须要多层面对雷电防御技术应用开展探讨,才能最大限度增强气象保障的针对性、成效性。

参考文献

[1]查燕飞,肖藜芸,殷娴,等.光伏项目气象灾害致灾危险性评估——以陆良县普乐村为例[J].农业灾害研究,2024,14(10):324-328.

[2]蒋显红,李德友,陈智,等.国家基本气象站雷电灾害风险评估及雷击成因分析[J].科技通报,2025,41(03):114-122.

[3]杨振华.新型自动气象站受到雷击的原因分析及雷电防护对策研究[J].仪器仪表用户,2025,32(05):132-134.

[4]李霖,李冬梅,孙蔡亮.雷电灾害对农业生态环境的影响研究——以闽北地区为例[J].数字农业与智能农机,2024,(06):55-57.

[5]游佳斌,周庆辉,杨德尚,等.基于气象雷达数据的配电网雷电灾害预警方法研究[J].中国新技术新产品,2025,(08):143-145.

[6]赵鹏国,季鸿嘉,肖媛元,等.“双碳”目标背景下基于“云降水物理学与雷电学基础”课程的大学生创新教育实践[J].科学咨询,2024,(20):46-49.


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