正文 第三章 雷電(1 / 3)

1.雷電簡介

雷電

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現象。雷電一般產生於對流發展旺盛的積雨雲中,因此常伴有強烈的陣風和暴雨,有時還伴有冰雹和龍卷。積雨雲頂部一般較高,可達20公裏,雲的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空氣對流等過程,使雲中產生電荷。雲中電荷的分布較複雜,但總體而言,雲的上部以正電荷為主,下部以負電荷為主。因此,雲的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度後,就會產生放電,這就是我們常見的閃電現象。閃電的的平均電流是3萬安培,最大電流可達30萬安培。閃電的電壓很高,約為1億至10億伏特。一個中等強度雷暴的功率可達一千萬瓦,相當於一座小型核電站的輸出功率。放電過程中,由於閃道中溫度驟增,使空氣體積急劇膨脹,從而產生衝擊波,導致強烈的雷鳴。帶有電荷的雷雲與地麵的突起物接近時,它們之間就發生激烈的放電。在雷電放電地點會出現強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。

暴風雲通常產生電荷,底層為陰電,頂層為陽電,而且還在地麵產生陽電荷,如影隨形地跟著雲移動。陽電荷和陰電荷彼此相吸,但空氣卻不是良好的傳導體。陽電奔向樹木、山丘、高大建築物的頂端甚至人體之上,企圖和帶有陰電的雲層相遇;陰電荷枝狀的觸角則向下伸展,越向下伸越接近地麵。最後陰陽電荷終於克服空氣的阻障而連接上。巨大的電流沿著一條傳導氣道從地麵直向雲湧去,產生出一道明亮奪目的閃光。一道閃電的長度可能隻有數百千米,但最長可達數千米。

閃電的溫度,從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等,也就是等於太陽表麵溫度的3~5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹。空氣移動迅速,因此形成波浪並發出聲音。閃電距離近,聽到的就是尖銳的爆裂聲;如果距離遠,聽到的則是隆隆聲。你在看見閃電之後可以開動秒表,聽到雷聲後即把它按停,然後以3來除所得的秒數,即可大致知道閃電離你有幾千米。

閃電的類型:曲折開叉的普通閃電稱為枝狀閃電。枝狀閃電的通道如被風吹向兩邊,以致看來有幾條平行的閃電時,則稱為帶狀閃電。閃電的兩枝如果看來同時到達地麵,則稱為叉狀閃電。

閃電在雲中陰陽電荷之間閃爍,而使全地區的天空一片光亮時,那便稱為片狀閃電。未達到地麵的閃電,也就是同一雲層之中或兩個雲層之間的閃電,稱為雲間閃電。有時候這種橫行的閃電會行走一段距離,在風暴的許多公裏外降落地麵,這就叫做“晴天霹靂”。

閃電的電力作用有時會在又高又尖的物體周圍形成一道光環似的紅光。通常在暴風雨中的海上,船隻的桅杆周圍可以看見一道火紅的光,人們便借用海員守護神的名字,把這種閃電稱為“聖艾爾摩之火”。

超級閃電指的是那些威力比普通閃電大100多倍的稀有閃電。普通閃電產生的電力約為10億瓦特,而超級閃電產生的電力則至少有1000億瓦特,甚至可能達到萬億至100000億瓦特。

紐芬蘭的鍾島在1978年顯然曾受到一次超級閃電的襲擊,連13公裏以外的房屋也被震得格格響,整個鄉村的門窗都噴出藍色火焰。

襲擊的時間:就在你閱讀這篇文章的時候,世界各地大約正有1800個雷電交作在進行中。它們每秒鍾約發出600次閃電,其中有100次襲擊地球。

閃電可將空氣中的一部分氮變成氮化合物,借雨水衝下地麵。一年當中,地球上每一公頃土地都可獲得幾公斤這種從高空來的免費肥料。

烏幹達首都坎帕拉和印尼的爪哇島,是最易受到閃電襲擊的地方。據統計,爪哇島有一年竟有300天發生閃電。而曆史上最猛烈的閃電,則是1975年襲擊津巴布韋鄉村烏姆塔裏附近一幢小屋的那一次,當時死了21個人。

雷電的危害:閃電的受害者有2/3以上是在戶外受到襲擊。他們每3個人中有兩個幸存。在閃電擊死的人中,85%是男性,年齡大都在10歲至35歲之間。死者以在樹下避雷雨的最多。

蘇利文也許是遭閃電襲擊的冠軍。他是退休的森林管理員,曾被閃電擊中7次。閃電曾經燙焦他的眉毛,燒著他的頭發,灼傷他的肩膀,扯走他的鞋子,甚至把他拋到汽車外麵。他輕描淡寫地說:“閃電總是有辦法找到我。”

防雷擊須知:雷電發生時產生的雷電流是主要的破壞源,其危害有直接雷擊、感應雷擊和由架空線引導的侵入雷。如各種照明、電訊等設施使用的架空線都可能把雷電引入室內,所以應嚴加防範。

雷擊易發生的部位:缺少避雷設備或避雷設備不合格的高大建築物、儲罐等;沒有良好接地的金屬屋頂;潮濕或空曠地區的建築物、樹本等;由於煙氣的導電性,煙囪特別易遭雷擊;建築物上有無線電而又沒有避雷器和沒有良好接地的地方。

預防雷電的方法:

1.建築物上裝設避雷裝置。即利用避雷裝置將雷電流引入大地而消失。

2.在雷雨時,人不要靠近高壓變電室、高壓電線和孤立的高樓、煙囪、電杆、大樹、旗杆等,更不要站在空曠的高地上或在大樹下躲雨。

3.不能用有金屬立柱的雨傘。在郊區或露天操作時,不要使用金屬工具,如鐵撬棒等。

4.不要穿潮濕的衣服靠近或站在露天金屬商品的貨垛上。

5.雷雨天氣時在高山頂上不要開手機,更不要打手機。

6.雷雨天不要觸摸和接近避雷裝置的接地導線。

7.雷雨天,在戶內應離開照明線、電話線、電視線等線路,以防雷電侵人被其傷害。

8.在打雷下雨時,嚴禁在山頂或者高丘地帶停留,更要切忌繼續蹬往高處觀賞雨景,不能在大樹下、電線杆附近躲避,也不要行走或站立在空曠的田野裏,應盡快躲在低窪處,或盡可能找房層或幹燥的洞穴躲避。

9.雷雨天氣時,不要用金屬柄雨傘,摘下金屬架眼鏡、手表、褲帶,若是騎車旅遊要盡快離開自行車,亦應遠離其它金屬製物體,以免產生導電而被雷電擊中。

10.在雷雨天氣,不要去江、河、湖邊遊泳、劃船、垂釣等。

11.在電閃雷鳴、風雨交加之時,若旅遊者在旅店休息,應立即關掉室內的電視機、收錄機、音響、空調機等電器,以避免產生導電。打雷時,在房間的正中央較為安全,切忌停留在電燈正下麵,忌依靠在柱子、牆壁邊、門窗邊,以避免在打雷時產生感應電而致意外。

當發生雷擊時,旅伴應立即將病人送往醫院。如果當時呼吸、心跳已經停止,應立即就地做口對口人工呼吸和胸外心髒按摩,積極進行現場搶救。千萬不可因急著運送去醫院而不作搶救,否則會貽誤病機而致病死亡。有時候,還應在送往醫院的途中繼續進行人工呼吸和胸外心髒按摩。此外,要注意給病人保溫。若有狂躁不安、痙攣抽搐等精神神誌症狀時,還要為其作頭部冷敷。對電灼傷的局部,在急救條件下,隻需保持幹燥或包紮即可。

雷雨天氣發生時,即使在安裝了避雷針的情況下,也應該迅速拔掉室內電視、電冰箱以及天線電源的插頭,防止空間電磁波幹擾造成不必要的損失。此外,從電閃雷鳴的形成和發生過程來看,空曠場地上、建築物頂上、高大樹木下、靠近河湖池沼以及潮濕地區是雷擊事故多發區。

全國建築物電氣裝置標準化技術委員會委員王宏民:在室外,要考慮到雷電活動區域,看雷電活動遠近,一般是聽雷聲就能判斷出遠近,不要躲到避雷針和大樹下麵。在空曠的地方不要打雨傘,因為雨傘有針尖,電場強度要集中些。不要在空曠地方打手機。要蹲下來,兩腳並攏。如遇雷雨天氣,市民最好躲入一棟裝有金屬門窗或設有避雷針的建築物內。一輛金屬車身的汽車也是最好的“避雷所”,一旦這些建築物或汽車被雷擊中,它們的金屬構架或避雷裝置或金屬本身會將閃電電流導入地下。

雷電次數——當雷暴進行時,隆隆的雷聲持續不斷,若其間雷聲的時間間隔小於15分鍾時,不論雷聲斷續傳播的時間有多長,均算作是一次雷暴;若其間雷聲的停息時間在15分鍾以上時,就把前後分作是兩次雷暴。

雷電小時——就是說在該天文小時內發生過雷暴,更通俗些說是在這個時間裏曾聽到過雷聲而不論雷暴持續時間的長短如何。某一地區的"年雷電小時數"也就是說該地區一年中有多少個天文小時發生過雷暴,而不管在某一小時內雷暴是足足繼續了一小時之久,還是隻延續了數分鍾。

雷暴日數——也叫做雷電日數。這是我們所最熟悉的。隻要在這一天內曾經發生過雷暴,聽到過雷聲,而不論雷暴延續了多長時間,都算作一個雷電日。"年雷電日數"等於全年雷電日數的總和。

雷暴月數——也叫做雷電月數,即指在這一個月內曾發生過雷暴。"年雷暴月數"也就是指一年中有多少個月發生過雷暴。

2.黑色閃電

黑色閃電的形成原因科學家無法解釋。長期以來,人們的心目中隻有藍白色閃電,這是空中的大氣放電的自然現象,一般均伴有耀眼的光芒!而從未看見過不發光的“黑色閃電”。可是,科學家通過長期的觀察研究確實證明有“黑色閃電”存在。

1974年6月23日,前蘇聯天文學家契爾諾夫就曾經在紮巴洛日城看見一次“黑色閃電”:一開始是強烈的球狀閃電,緊接著,後麵就飛過一團黑色的東西,這東西看上去像霧狀的凝結物。經過研究分析表明:黑色閃電是由分子氣凝膠聚集物產生出來的,而這些聚集物是發熱的帶電物質,極容易爆炸或轉變為球狀的閃電,其危險性極大。

據觀察研究認為:黑色閃電一般不易出現在近地層,如果出現了,則較容易撞上樹木、桅杆、房屋和其他金屬,一般呈現瘤狀或泥團狀,初看似一團髒東西,極容易被人們忽視,而它本身卻載有大量的能量,所以,它是“閃電族”中危險性和危害性均較大的一種。尤其是,黑色閃電體積較小,雷達難以捕捉;而且,它對金屬物極具“青睞”;因而被飛行人員稱作“空中暗雷”。飛機在飛行過程中,倘若觸及黑色閃電,後果將不堪設想。而每當黑色閃電距離地麵較近時,又容易被人們誤認為是一隻飛鳥或其他什麼東西,不易引起人們的警惕和注意;如若用棍物擊打觸及,則會迅速發生爆炸,有使人粉身碎骨的危險。另外,黑色閃電和球狀閃電相似,一般的避雷設施如避雷針、避雷球、避雷網等,對黑色閃電起不到防護作用;因此它常常極為順利地到達防雷措施極為嚴密的儲油罐、儲氣罐、變壓器、炸藥庫的附近。此時此刻,千萬不能接近它。應當避而遠之,以人身安全為要。

3.球狀閃電

球狀閃電

球狀閃電俗稱滾地雷,就是一個呈圓球形的閃電球。這是一個真實的物理現象,絕非科幻小說或卡通片集的能量炮。這種現象早於1838年便有文獻記載,科學家已研究逾160年,有關的報告多達數千份,也有二千多份科學論文出版,但是我們對此現象仍未有合理的解釋,可是說它可以穿越任何物體是不可信的。