用電安全與災險處理
雷電是自然界中由于電場擊穿空氣而發(fā)生的伴有閃電和雷鳴的一種放電現象。一次放電過程一般持續(xù)時間為幾秒至一百多秒之間，是發(fā)生在自然大氣中的瞬間放電過程。人們見到的雷電一般產自雷雨云中,在天空中呈現一種多分叉的形狀,長達幾千米到幾十千米。雷電產生的原因是由于雷暴云中強烈的上升和下沉氣流的對流運動,使云中隨機分布的正負電荷呈現有序排列的結構,在云中形成許多正電荷區(qū)和負電荷區(qū)。當雷暴云中部分區(qū)域積累了足夠強的正(負)電荷,使得空間或地面某處的電場強度達到了擊穿大氣的值,則產生雷擊。雷電災害是一種嚴重的自然災害,不僅造成人員傷亡和建筑物、電子設備、輸電線路和通信設備等受損,而且雷電誘發(fā)的火災和爆炸事故也十分嚴重,嚴重威脅人類生命財產的安全。常遭受雷電影響的領域包括建筑、電網、通訊、林業(yè)、交通、軍事設施等,尤其對現在廣泛使用的微電子、信息網絡、無線通信設備和家用電器等,遭受雷擊并造成重大損失的可能性愈來愈大[1]。近年來全球每年因雷電造成的經濟損失高達幾十億美元,傷亡人數1萬多人。據不完全統(tǒng)計,我國每年因雷電災害造成人員傷亡達3000～4000人,財產損失在50～100億元人民幣[2]。雷電災害已被聯(lián)合國國際減災十年委員會列為“最嚴重的十種自然災害之一”,被中國國防電工委員會稱為“電子時代的一大公害”。雷電引發(fā)災害的主要原因,在于雷放電過程中巨大的電能在短時間內轉變成熱能、機械能,并產生各種物理效應和作用,從而導致各種災害性的后果。雷電的產生是目前人類難以控制和阻止的,雷電災害與其它自然災害相比，具有發(fā)生時間很短、發(fā)生頻率高、破壞力不可預知和影響范圍廣等特點。
雷電的出現伴隨著電場和磁場的強烈突變，因此這些電場和磁場突變也是表面即將產生雷電的獨特信號。一般在雷電出現前，人們往往可以看到雷雨云的存在。此外，雷電出現的時間和空間對雷電告警是有重要意義的。令人驚嘆的是，雖然有價值的資料俯拾即是，但能利用的數據卻不可多得。一次接一次的連續(xù)閃電，其發(fā)電位置是各不相同的--有一種顯然不規(guī)則的式樣--這是任何細心的雷電觀察員和研究者所熟知的[3]。但如何及時準確獲取雷電發(fā)電位置及對其數據進行分析，這便就屬于空間信息技術的范疇了。
空間信息是反映地理實體空間分布特征的信息?？臻g信息代表著現實世界地理實體或者現象在信息世界中的映射。一般意義上，空間數據就等同于空間信息?？臻g數據指以地球表面空間位置為參照的自然、社會、人文、經濟數據。簡單地講，地球上存在或者發(fā)生的一切都有其特地的空間數據。自然，雷電、雷電產生預警、雷電災害及其預測預防也有其獨特的空間數據。因此，盡量獲取與雷電相關的這獨特的空間數據對于預測雷電的產生、雷電災害的預測預警和防災減災工作有著十分重要的意義。
人類社會正在向信息社會邁進，作為信息技術主要組成部分的空間信息技術，在過去的幾十年中，以地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感技術（RS）和全球定位系統(tǒng)技術（GPS）為代表，已在國家經濟建設、安全建設的諸多領域發(fā)揮了重要的作用?？臻g數據的主要來源有：地圖數字化、實測數據、實驗數據、遙感與GPS數據、理論推測與估算數據、歷史數據、統(tǒng)計普查數據、集成數據等[4]。以獲取雷電方面空間數據而言，就有通過雷電高速攝影拍攝得到雷電長度、寬度、存在時間等實測數據，通過火箭引雷實驗獲得雷電相關實驗數據、通過遙感監(jiān)測雷電災害受災范圍及其程度、利用歷史數據或者已有數據理論推測和估算等等。聯(lián)合國的一份報告表明，有關雷電信息中85%以上的信息與空間信息有關，或者間接利用這些信息解決有關疑問和難題。因此，想要更好地對雷電全面了解，是與空間信息技術分不開的。
各種自然災害的研究都要涉及到大量的空間數據和屬性數據，雷電研究也不例外，空間信息技術中的GIS技術能方便地統(tǒng)一管理這些空間數據和屬性數據,并提供數據的查詢、檢索、更新及維護操作。同時，GIS具有的強大空間分析和圖形表達能力,可以直接為災害監(jiān)測預警和減災工作提供決策服務。如利用GIS的空間疊加分析能力,可以進行災情的快速評估等等。此外，還可以利用GIS空間建模功能,能夠構建各種具有專業(yè)性、綜合性、集成性的分析模型來完成具體的實際工作,解決以前只有靠專家才能解決的復雜專業(yè)問題。而在空間信息技術中的RS技術和GPS技術的輔助下，更是可以對全球實行全方位實時監(jiān)控，不僅可以明確知道何時何地產生了雷電、發(fā)生了雷電災害，災情如何，是否很嚴重等信息，還可以快速準備地統(tǒng)計出受災面積、人口、需要多少救災物資、哪類救災人員及其數量等信息。以此，將各種災情信息與空間信息結合起來應用，就可以對整個災情做到及時、定量的描述。如假若有雷暴在某地出現造成災害，通過遙感衛(wèi)星實時拍攝受災地區(qū)的影像數據，通過與歷史數據進行比較，就可以得出發(fā)生雷電災害的范圍及其具體發(fā)展情形。這一范圍信息如果與人口分布信息進行疊加分析，就可以得到受災人口統(tǒng)計數據，與自然信息庫中進行疊加分析，又可得到自然中森林或者農業(yè)等自然經濟損失情況；再根據雷暴的落地點確定重點受災區(qū)域等相關信息。進而，根據這些分析結果可以快速合理地決策出處理災情的措施和具體救助安排。
與此同時，在空間信息技術監(jiān)控下還會記錄下雷電的產生時間、地點、落雷位置，甚至可能拍攝下雷電的攝影圖，而這些都將是研究雷電產生機理和雷電規(guī)律的寶貴材料，而且整個材料收集過程都是信息化全程監(jiān)測，不需要觀察員一直尾隨監(jiān)控和觀測。當通過空間信息技術，獲取了足夠多的雷電材料，就有可能分析出雷電的形成規(guī)律以及落雷的地點，建立有效的全國雷電監(jiān)測網來有效地預防雷電災害，如全面設置區(qū)域報警系統(tǒng)：報警區(qū)域就是在用戶在圖上任意劃定一個特殊區(qū)域,根據用戶輸入的安全參數,例如閃電強度值,和某一時間間隔范圍內雷電發(fā)生的次數,當發(fā)生在這一區(qū)域內的雷電超過了安全參數的時候,系統(tǒng)將會對這一區(qū)域閃爍顯示,同時計算機發(fā)出報警警報,向工作人員及時發(fā)出提示信息,并將發(fā)生在報警區(qū)域內的雷電信息保存在數據庫中,便于以后的統(tǒng)計分析和事故調查工作，從而能提前得知雷電安全情況，并及時做好防雷措施，避免遭受巨大損失。
那么，如何做好雷電防治呢？銅錢減少雷電危險的推薦步驟是：氣候分析、預報、告警手段。預報后雷電防治則是要，首先，安裝雷電告警裝置，并在空間信息技術支撐的雷電告警系統(tǒng)下確保告警裝置的有效性；（當然，我們也要清楚地認識到，由于雷暴特性本身固有的不確定性，雷電告警永遠不能百無一失。但及時如此，對告警裝置的要求仍然必不可少且至關重要[5]。）然后，在朝容易遭雷電攻擊或者易造成巨大損失的方面或者其區(qū)域上花心血做好雷電防治，如重要建筑物的保護、地下爆破作業(yè)的保護、飛機的保護、輸電線路的保護、配電線路的保護、電信系統(tǒng)的保護；在雷電防治中，比較常用的防雷措施有安裝避雷針系統(tǒng)、做好防雷接地工作、輸電線路上增貼金屬保護線或者金屬網、民用線路與系統(tǒng)接地線保持適當遠的距離等。同時，加強人們對雷電的認識，提升人們防雷素質，懂得雷電對人體構成危害的原因及條件以此來防治雷電危害。
總之，基于空間信息技術的使用，我們可更容易獲取有關雷電信息并得以將其存儲，通過計算機信息化處理能更加快速準確地對雷電相關數據進行理論分析和推理，從而預測雷電產生以及及時做好雷電防治工作，若出現雷電災害，便實時監(jiān)測雷電災害情況和及時處理或者彌補雷電災害帶來的破壞和損失，并將數據進一步存儲用做日后更準確地對雷電及其災害作出分析和監(jiān)測的寶貴材料，并以此進一步進行雷電監(jiān)測和防治雷電災害。
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