Page 127 - 《高原气象》2025年第6期

6 期 侯瑞钦等：云南电线不同类型覆冰期天气系统分析 1535
等， 2008； 杨贵明等， 2009； 龙利民等， 2010； 杜小 输电线路最大覆冰比值达 0. 77。从持续覆冰线路
玲等， 2014； 陈艳等， 2025）。此外， 切变线的存在 来看， 累计造成 31条 35 kV 及以上输电线路覆冰时
为局地降水提供动力条件（黄小玉等， 2008； 何草 间超过 3 天， 其中昭通 29 条、 曲靖 2 条， 覆冰比值
青等， 2008）。大气层结的逆温层、 融化层、 近地面 达 0. 5 及以上的线路共 16 条， 均分布在昭通， 持续
气 温 ≤0 ℃ 是 形 成 冰 冻 的 关 键 因 子（黄 小 玉 等 ， 的高比值覆冰增大了电线垂直载荷及水平风载荷，
2008； 李登文等， 2011）。多项研究进一步表明电 进一步加剧了电线舞动、 断线及杆塔倾斜的风险。
线覆冰的发生与导线温度、 环境气温、 相对湿度、 因此本文选取昭通地区覆冰集中时段进行研究， 在
风速、 风向及降水均有关系（李登文等， 2011； 陶云 前人工作基础上， 首次尝试对覆冰进行分类， 并进
等， 2009； 刘丹和牛生杰， 2015； 刘雪静和牛生杰， 一步针对不同类型的气象要素及天气系统进行诊
2016）。刘雪静和牛生杰（2016）基于华中电网电线 断分析， 旨在为云南地区电线覆冰灾害性天气的预
覆冰在线观测系统的数据分析发现， 有利于覆冰产 测提供更为科学的物理依据， 并为电力系统的防灾
生的气象条件包括环境气温在-2 ℃以下， 湿度在 减灾工作提供理论支持。
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90% 以上， 风速在 2 m·s 以下， 不同过程阈值略有 2 资料来源和方法介绍
差异。此外， 微地形中微气象因素对覆冰也有较大
影响（阳霖等， 2010； 黄新波等， 2011； 李隆基等， 本文所用覆冰厚度资料由西南电力部门提供，
2020； Huang et al， 2024）。 包括人工观测和电网传感器观测两类， 人工观测每
云南地处云贵高原， 地形复杂， 滇东及滇北地 天两次， 分别在 09:00（北京时， 下同）、 14:00 进行，
区是西伯利亚冷空气入侵云南省的重要通道。冬 共收集到 39 个杆塔单元观测数据， 其中 27 个杆塔
春季节， 昆明静止锋来回摆动， 导致该地区多阴雨 单元数据为连续观测， 可用来分析覆冰厚度的时间
天气， 易造成电线结冰（张怀孔， 2007； 段旭等， 演变； 仪器观测数据主要包括昭通、 曲靖及昆明等
2018）， 给电力系统带来巨大安全隐患。尽管国内 12 个供电局提供的覆冰厚度、 覆冰比值等， 由于该
外学者对电线覆冰形成机制和气象条件进行了大 数据每天观测时间不固定， 因此仅作为人工观测覆
量研究， 但针对云南地区电线覆冰的研究较为有 冰数据的补充用来分析覆冰的空间分布特征。西
限， 且多集中于案例分析， 主要为电线覆冰期间的 南电力部门还提供了覆冰观测同时刻各观测点的
大尺度环流形势、 冷暖气团交汇所形成的昆明静止 气温和相对湿度， 用于判断不同阈值气象条件下的
锋、 切变线等天气系统的演变特征（陶云等， 2009； 覆冰类型。
严永新， 2000； 马勋豪， 2024）以及覆冰期间近地面 采用中国气象局提供的 MICAPS 系统（Meteo‐
气象要素如风、 气温、 湿度及降水的特征分析（王 rological Information Comprehensive Analysis and
守礼， 1994； 陶云等， 2009； 严永新， 2000； 柴灏 Processing System）导出地面自动站逐小时填图资
等， 2023； 马勋豪， 2024）。少数研究探讨了地形和 料中的常规气象要素及逐小时降水量产品， 研究覆
地理环境对覆冰的影响（王守礼， 1994）， 而张怀孔 冰过程中地面气象要素演变特征。
（2007）基于对滇东及滇东北地区电线覆冰特性的 大气再分析资料来自欧洲中心的 ERA5 数据，
研究， 构建出较为适合该研究区域的覆冰模型。总 空间分辨率为 0. 25°×0. 25°， 时间分辨率为 1 h。其
体而言， 云南地区覆冰的形成与当地复杂气象条件 中地面气象要素包括海平面气压、 风和气温； 高空
密切相关， 由于覆冰资料获取难度较大， 相关研究 气象要素包括各等压面层的相对湿度、 U分量风、 V
仍显不足， 如目前针对覆冰类型的分类研究较少， 分量风、 气温、 垂直速度及位涡等物理量， 用于诊
而不同类型覆冰的形成条件的研究将为覆冰预测 断分析不同覆冰阶段天气系统特征及不同覆冰类
和防治提供更为精细的科学依据。 型的要素特征的合成分析。
2023 年 12 月 15 -24 日， 云南中东部地区出现 地形数据由美国国家海洋和大气管理局提供，
了入冬以来的首轮强降温天气过程， 其中昭通、 曲 下载地址为 https： //www. ngdc. noaa. gov/mgg/glob‐
靖东北部最高气温下降幅度达 8~12 ℃、 局部地区 al/relief/ETOPO2。
超过 14 ℃， 进入“速冻”模式。此次寒潮天气过程 本文采用的地图根据 MICAPS 系统提供的审
呈现降温幅度大、 范围集中、 持续时间长的特点， 图号为 GS（2019）3082 的中国地图制作而成， 底图
导致云南电网配电线路覆冰 140 条， 110 kV 及以上 无修改。