雷電

目錄

[隱藏顯現(xiàn)]

1 基本介紹

2 產(chǎn)生條件

3 類型形式

4 襲擊時間

5 頻率特性

6 危害

7 功與過

8 防雷須知

9 相關(guān)知識

暴風云通常產(chǎn)生電荷，底層為陰電，頂層為陽電，而且還在地面產(chǎn)生陽電荷，如影隨形地跟著云移動。陽電荷和陰電荷彼此相吸，但空氣卻不是良好的傳導(dǎo)體。陽電奔向樹木、山丘、高大建筑物的頂端甚至人體之上，企圖和帶有陰電的云層相遇；陰電荷枝狀的觸角則向下伸展，越向下伸越接近地面。最后陰陽電荷終于克服空氣的阻障而連接上。巨大的電流沿著一條傳導(dǎo)氣道從地面直向云涌去，產(chǎn)生出一道明亮奪目的閃光。一道閃電的長度可能只有數(shù)百千米，但最長可達數(shù)千米。

閃電的溫度，從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等，也就是等于太陽表面溫度的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，因此形成波浪并發(fā)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。你在看見閃電之后可以開動秒表，聽到雷聲后即把它按停，然后以3來除所得的秒數(shù)，即可大致知道閃電離你有幾千米。

積雨云頂部一般較高，可達20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空氣對流等過程，使云中產(chǎn)生電荷。云中電荷的分布較復(fù)雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負電荷為主。因此，云的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度后，就會產(chǎn)生放電，這就是我們常見的閃電現(xiàn)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，相當于一座小型核電站的輸出功率。放電過程中，由于閃道中溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產(chǎn)生沖擊波，導(dǎo)致強烈的雷鳴。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時，它們之間就發(fā)生激烈的放電。在雷電放電地點會出現(xiàn)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。

在我們的地球表面，覆蓋著一層厚厚的大氣，地球大氣在太陽光的照射下，形成大氣對流運動現(xiàn)象，其中有一部分大氣含有大量的水蒸氣，形成水氣云團。作高速對流運動的水氣云團，作切割地球地磁場運動，水氣云團從而受到地球磁場的作用，在水氣云團的兩端形成巨大的帶正、負電荷水氣云團積電層，巨大的帶正、負電荷水氣云團積電層，受大氣對流的沖擊，異種水氣云團積電層在空中相遇，從而產(chǎn)生巨大的電荷放電現(xiàn)象，形成一種伴有閃電和雷鳴的雄偉壯觀而又有點令人生畏的自然現(xiàn)象：雷電。雷電一般產(chǎn)生于旺盛的雨季，伴有強烈的劇風和暴雨，有時還伴有冰雹和龍卷風。

雷電產(chǎn)生的自然條件是：熱帶大氣云團，向東、或向西作高速運動，才能產(chǎn)生雷電現(xiàn)象。作高速運動的寒帶大氣云團，不可能產(chǎn)生雷電；向南、或北作高速運動的大氣云團，也不可能產(chǎn)生雷電。

雷電產(chǎn)生的物理條件是：
1、產(chǎn)生雷電的大氣層是一個以水為溶劑與其它溶于水的微量物質(zhì)為溶質(zhì)組成的水溶液與氣溶膠的混合體的水氣云團，以及包圍水氣云團的絕緣空氣組成。

在水氣云團中的水溶液與氣溶膠的混合體內(nèi)，存在著微量的酸、堿、鹽等物質(zhì)，這些酸、堿、鹽等物質(zhì)在水氣中產(chǎn)生可以自由移動的正、負離子，這些正、負離子為雷電的產(chǎn)生提供了大量的電荷源。

2、水氣云團在巨大的空氣氣流的推動下，需作切割地球磁場運動，從而水氣云團中的大量的游離正、負離子則在地球磁場的作用下，向水氣云團的兩端聚集，形成巨大電荷體。

水氣云團在巨大的空氣氣流的推動下，可能向上、向下、向東、向西、向北、向南等方向運動，只有當水氣云團有向上、向下、向東、向西作高速運動時，高速運動的水氣云團才作切割地球磁場的運動，水氣云團中的大量的游離正、負離子則在地球磁場的作用下，向水氣云團的兩端聚集，當巨大的水氣云團在高速切割地球磁場運動后，水氣云團的兩端就形成兩個巨大的帶電體，只要水氣云團周圍的絕緣空氣足夠厚、空氣氣流方向不變、氣流速度不減，這個帶巨大正、負電荷的水氣云團就始終保持著。

3、在帶巨大正、負電荷體的水氣云團周圍，產(chǎn)生一個巨大的靜電場及電場引力；異種大氣云團電荷體在電場力及大氣對流的作用下相遇而產(chǎn)生放電現(xiàn)象，形成雷電。

地球、金星、木星、土星、天王星等行星都有雷電      在地球云的起電是熱電效應(yīng)和起電機起電

中國 北京 王一況

a、當水分子從海洋、湖泊、河流、植被蒸發(fā)時，水蒸氣分子的動能或溫度比它逃逸出的水體低，于是水蒸氣分子從水體中奪得了電子。部分帶負電荷的水蒸氣分子會被氧分子奪取電子，形成當?shù)氐呢撗蹼x子。其余水蒸氣分子在高空凝結(jié)成云，無數(shù)個微小水滴攜帶了-q1的負電荷，地面獲得了+q1的正電荷。

b、云體內(nèi)出現(xiàn)了旋轉(zhuǎn)體，它是人類發(fā)明起電機幾十億年前就被大自然創(chuàng)造出來的天然起電機；因為靜電荷總是存在于物體的表面，和單一體積的水體相比，云體內(nèi)無數(shù)個微小的冰晶、冰粒、水滴的總表面積劇增，具有巨大的電容、儲存很多靜電荷。熱水蒸氣沿旋轉(zhuǎn)體內(nèi)壁盤旋而上，與旋轉(zhuǎn)體壁外的冷氣體、水滴、冰晶接觸，被奪去電子，失去電子的熱水蒸汽上升到云體高處，其正電荷抵消了當?shù)氐呢撾姾桑撎幍乃巍⒈А⒈y帶了正電荷+q2；旋轉(zhuǎn)體外俘獲了電子的冰晶、水滴下降到低處，攜帶了云體低處的負電荷-q2+-q1或-(q1+q2)。于是形成了地面帶正電，云低處帶負電，云高處帶正電的布局。

c、雷電的發(fā)生：在下大雨之前，微小水滴、冰晶、冰粒會相互凝聚合并成大水滴，大水滴的表面積縮小、電容量減少，根據(jù)電容器的電壓、電量與電容量的關(guān)系v=q/c，云體高處與低處的電位差將極度增加，當電位差達到擊穿電壓之后，閃電發(fā)生了。所以隨之出現(xiàn)降雨的雨滴會很大。

d、沒有雷電的云體以及降水：在海上剛剛形成不久的云體來不及產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)體或只產(chǎn)生了微量的旋轉(zhuǎn)體，所以它們沒有雷電，同理包括臺風在內(nèi)的熱帶氣旋也沒有雷電。因為冷暖空氣碰撞或?qū)α鳟a(chǎn)生的連綿春雨、秋雨（毛毛雨）、冬季降雪缺失起電的條件以及電位差增加的條件，極少有雷電。

e、云體切割地球磁場起電假說存在這樣的問題：

1、根據(jù)右手定則：向西移動的云體上面出現(xiàn)正電、下面是負電，而向東移動上面是負電、下面是正電，這與云體無論是向東或西移動，其高處都帶正電、低處帶負電，而地面帶正電的布局不符。

2、早春、深秋、冬季云體也都切割磁力線，卻極少出現(xiàn)雷電，這證明在磁場強度十分微弱的條件下，云體的運動速度不能克服引力使正負離子分離，很難產(chǎn)生足夠的電勢或電位差。

3、金星的一天相當于地球的234日，其自傳速度和磁場都遠小于地球，而它的雷電卻非常強烈，所以金星云體是起電機起電而非磁場切割。

4、無法解釋水體、植被附近負氧離子濃度很高的原因。

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在帶巨大正、負電荷體的水氣云團周圍，將產(chǎn)生一個巨大的靜電場，根據(jù)靜電感應(yīng)原理，原帶電云團與其它水氣云團或最近地面物體離正或負電荷體最近的一側(cè)被電感應(yīng)帶上巨大的異種電荷。巨大的正、負電荷體之間產(chǎn)生巨大的電場引力，巨大電場引力使帶電云團與云團或物體快速接近，當帶電云團與其它云團或與地面物體的距離達到絕緣空氣的擊穿電壓時，就發(fā)生尖端放電現(xiàn)象。

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面，則稱為叉狀閃電。

閃電在云中陰陽電荷之間閃爍，而使全地區(qū)的天空一片光亮時，那便稱為片狀閃電。

未達到地面的閃電，也就是同一云層之中或兩個云層之間的閃電，稱為云間閃電。有時候這種橫行的閃電會行走一段距離，在風暴的許多公里外降落地面，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(huán)似的紅光。通常在暴風雨中的海上，船只的桅桿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“圣艾爾摩之火”。

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(chǎn)生的電力約為10億瓦特，而超級閃電產(chǎn)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。紐芬蘭的鐘島在1978年顯然曾受到一次超級閃電的襲擊，連13公里以外的房屋也被震得格格響，整個鄉(xiāng)村的門窗都噴出藍色火焰。

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。它們每秒鐘約發(fā)出600次閃電，其中有100次襲擊地球。

烏干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(jù)統(tǒng)計，爪哇島有一年竟有300天發(fā)生閃電。而歷史上最猛烈的閃電，則是1975年襲擊津巴布韋鄉(xiāng)村烏姆塔里附近一幢小屋的那一次，當時死了21個人。

在任何給定時刻，世界上都有1800場雷雨正在發(fā)生，每秒大約有100次雷擊。在美國，雷電每年會造成大約150人死亡和250人受傷。全世界每年有4000多人慘遭雷擊。在雷電發(fā)生頻率呈現(xiàn)平均水平的平坦地形上，每座300英尺高的建筑物平均每年會被擊中一次。每座1200英尺的建筑物，比如廣播或者電視塔，每年會被擊中20次，每次雷擊通常會產(chǎn)生6億伏的高壓。

每個從云層到地面的閃電實際上包含了在60毫秒間隔內(nèi)發(fā)生的3到5次獨立的雷擊，第一次雷擊的峰值電流大約為2萬安培，后續(xù)雷擊的峰值電流減半。最后一次雷擊之后，可能會有大約150安培的連續(xù)電流，持續(xù)時間達100毫秒。

經(jīng)測量，這些雷擊的上升時間大約為200納秒或者更快。通過2萬安培和200納秒，不難計算得到dI/dt的值是每秒10^11安培 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(jīng)燙焦他的眉毛，燒著他的頭發(fā)，灼傷他的肩膀，扯走他的鞋子，甚至把他拋到汽車外面。他輕描淡寫地說：“閃電總是有辦法找到我。”

雷電對人體的傷害，有電流的直接作用和超壓或動力作用，以及高溫作用。當人遭受雷電擊的一瞬間，電流迅速通過人體，重者可導(dǎo)致心跳、呼吸停止，腦組織缺氧而死亡。另外，雷擊時產(chǎn)生的是火花，也會造成不同程度的皮膚燒灼傷。雷電擊傷，亦可使人體出現(xiàn)樹枝狀雷擊紋，表皮剝脫，皮內(nèi)出血，也能造成耳鼓膜或內(nèi)臟破裂等。

任何事物都是一分為二的。大氣中雷電的發(fā)生，有它帶來災(zāi)害的一面，也有它功績的一面。對它的災(zāi)害面人們了解較多，而對它的功績可能鮮為人知。那么，它的主要功績有哪些呢？

第一，雷電很重要的功績是制造化肥。雷電過程離不了閃電，閃電的溫度是極高的，一般在三萬度以上，是太陽表面溫度的五倍！閃電還造成高電壓。在高溫高電壓條件下，空氣分子會發(fā)生電離，等它們重新結(jié)合時，其中的氮和氧就會化合為亞硝酸鹽和硝酸鹽分子，并溶解在雨水中降落地面，成為天然氮肥。據(jù)測算，全球每年僅因雷電落到地面的氮肥就有四億噸。如果這些氮肥全部落到陸地上，等于每畝地面施了約二公斤氮素，相當于十公斤硫酸銨！

第二，雷電還能促進生物生長。雷電在發(fā)生時，地面和天空間電場強度可達到每厘米萬伏以上。受這樣強大的電位差的影響，植物的光合作用和呼吸作用增強，因此，雷雨后一至二天內(nèi)植物生長和新陳代謝特別旺盛。有人用閃電刺激作物，發(fā)現(xiàn)豌豆提早分枝，而且分枝數(shù)目增多，開花期也早了半個月；玉米抽穗提早了七天；而白菜增產(chǎn)了百分之十五至百分之二十。不僅如此，如果作物生長期能遇上五至六場雷雨，其成熟期也將提前一星期左右。

第三，雷電能制造負氧離子。負氧離子又稱空氣維生素，可以起到消毒殺菌、凈化空氣的作用。在雷雨后，空氣中高濃度的負氧離子，使得空氣格外清新，人們感覺心曠神怡。

第四，雷電還有巨大的能量。地球上平均每秒有一百次閃電，一次閃電約釋放八千瓦小時的電能，因此，每年全世界的雷電約放出二百五十億千瓦小時的能量。遺憾的是，人類目前還無法對它加以利用。

雷電發(fā)生時產(chǎn)生的雷電流是主要的破壞源，其危害有直接雷擊、感應(yīng)雷擊和由架空線引導(dǎo)的侵入雷。如各種照明、電訊等設(shè)施使用的架空線都可能把雷電引入室內(nèi)，所以應(yīng)嚴加防范。

一、雷擊易發(fā)生的部位
1.缺少避雷設(shè)備或避雷設(shè)備不合格的高大建筑物、儲罐等；
2.沒有良好接地的金屬屋頂；
3.潮濕或空曠地區(qū)的建筑物、樹本等；
4.由于煙氣的導(dǎo)電性，煙囪特別易遭雷擊；
5.建筑物上有無線電而又沒有避雷器和沒有良好接地的地方。

二、預(yù)防雷電的方法
1.建筑物上裝設(shè)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、電桿、大樹、旗桿等，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(qū)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(dǎo)線。
7.雷雨天，在戶內(nèi)應(yīng)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(xù)蹬往高處觀賞雨景，不能在大樹下、電線桿附近躲避，也不要行走或站立在空曠的田野里，應(yīng)盡快躲在低洼處，或盡可能找房層或干燥的洞穴躲避。
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，若是騎車旅游要盡快離開自行車，亦應(yīng)遠離其它金屬制物體，以免產(chǎn)生導(dǎo)電而被雷電擊中。
10.在雷雨天氣，不要去江、河、湖邊游泳、劃船、垂釣等。
11.在電閃雷鳴、風雨交加之時，若旅游者在旅店休息，應(yīng)立即關(guān)掉室內(nèi)的電視機、收錄機、音響、空調(diào)機等電器，以避免產(chǎn)生導(dǎo)電。打雷時，在房間的正中央較為安全，切忌停留在電燈正下面，忌依靠在柱子、墻壁邊、門窗邊，以避免在打雷時產(chǎn)生感應(yīng)電而致意外。

當發(fā)生雷擊時，旅伴應(yīng)立即將病人送往醫(yī)院。如果當時呼吸、心跳已經(jīng)停止，應(yīng)立即就地做口對口人工呼吸和胸外心臟按摩，積極進行現(xiàn)場搶救。千萬不可因急著運送去醫(yī)院而不作搶救，否則會貽誤病機而致病死亡。有時候，還應(yīng)在送往醫(yī)院的途中繼續(xù)進行人工呼吸和胸外心臟按摩。此外，要注意給病人保溫。若有狂躁不安、痙攣抽搐等精神神志癥狀時，還要為其作頭部冷敷。對電灼傷的局部，在急救條件下，只需保持干燥或包扎即可。

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

全國建筑物電氣裝置標準化技術(shù)委員會委員王宏民：在室外，要考慮到雷電活動區(qū)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面。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，兩腳并攏。

專家最后強調(diào)，如遇雷雨天氣，市民最好躲入一棟裝有金屬門窗或設(shè)有避雷針的建筑物內(nèi)。一輛金屬車身的汽車也是最好的“避雷所”，一旦這些建筑物或汽車被雷擊中，它們的金屬構(gòu)架或避雷裝置或金屬本身會將閃電電流導(dǎo)入地下。 雷電次數(shù)——當雷暴進行時，隆隆的雷聲持續(xù)不斷，若其間雷聲的時間間隔小于15分鐘時，不論雷聲斷續(xù)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分鐘以上時，就把前后分作是兩次雷暴。

雷電小時——就是說在該天文小時內(nèi)發(fā)生過雷暴，更通俗些說是在這個時間里曾聽到過雷聲而不論雷暴持續(xù)時間的長短如何。某一地區(qū)的"年雷電小時數(shù)"也就是說該地區(qū)一年中有多少個天文小時發(fā)生過雷暴，而不管在某一小時內(nèi)雷暴是足足繼續(xù)了一小時之久，還是只延續(xù)了數(shù)分鐘。

雷暴日數(shù)——也叫做雷電日數(shù)。這是我們所最熟悉的。只要在這一天內(nèi)曾經(jīng)發(fā)生過雷暴，聽到過雷聲，而不論雷暴延續(xù)了多長時間，都算作一個雷電日。"年雷電日數(shù)"等于全年雷電日數(shù)的總和。

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