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        一、定義

                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。雷電一般產生于對流發展旺盛的積雨云中,因此常伴有強烈的陣風和暴雨,有時還伴有冰雹和龍卷風。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,使云中產生電荷。

         

        二、形成的原因

               由于云層相互摩擦、碰撞而使不同的云層帶不同的電,當電壓達到可以穿過空氣的程度以后,臨近的兩片云層會發生放電現象,產生電花和巨大的響聲。肉眼看到的一次閃電,其過程是很復雜的。當雷雨云移到某處時,云的中下部是強大負電荷中心,云底相對的下墊面變成正電荷中心,在云底與地面間形成強大電場。在電荷越積越多,電場越來越強的情況下,云底首先出現大氣被強烈電離的一段氣柱,稱“梯級先導”。這種電離氣柱逐級向地面延伸,每級梯級先導是直徑約5米、長50米、電流約100安培的暗淡光柱,它以平均約150000米/秒的高速度一級一級地伸向地面,在離地面5—50米左右時,地面便突然向上回擊,回擊的通道是從地面到云底,沿著上述梯級先導開辟出的電離通道。回擊以5萬公里/秒的更高速度從地面馳向云底,發出光亮無比的光柱,歷時40微秒,通過電流超過1萬安培,這即第一次閃擊。相隔幾秒之后,從云中一根暗淡光柱,攜帶巨大電流,沿第一次閃擊的路徑飛馳向地面,稱直竄先導,當它離地面5—50米左右時,地面再向上回擊,再形成光亮無比光柱,這即第二次閃擊。 接著又類似第二次那樣產生第三、四次閃擊。通常由3—4次閃擊構成一次閃電過程。一次閃電過程歷時約0.25秒,在此短時間內,窄狹的閃電通道上要釋放巨大的電能,因而形成強烈的爆炸,產生沖擊波,然后形成聲波向四周傳開,這就是雷聲或說“打雷”。

         

        三、閃電的結構

              被人們研究的比較詳細的是線狀閃電,我們就以它為例來講述閃電的結構。閃電式大氣中脈沖式的放電現象。一次閃電由多次放電脈沖組成,這些脈沖之間的間歇時間都很短,只有百分之幾秒,脈沖一個接著一個,后面的脈沖就沿著第一個脈沖的通道進行,現在已經研究清楚,每一個放電脈沖都由一個“先導”和一個“回擊”構成。第一個放電脈沖在爆發之前,有一個準備階段—階梯先導放電過程:在強電場的推動下,云中的自由電荷很快向地面移動,在運動過程中,電子與空氣分子發生碰撞,致使空氣輕度電離并發生微光,第一次放電脈沖的先導式逐漸向下傳播的,像一條發光的舌頭。開頭,這光舌只有十幾米長,經過千分幾秒甚至更短的時間,光舌便消失;然后就在這同一條通道上,又出現一條較長的光舌(約30米長),轉瞬之間它又消失;接著再出現更長的光舌……光舌采取“蠶食”方式步步向地面逼近,經過多次放電—消失的過程之后,光舌終于到達地面。因為第一個放電脈沖的先導是一個階梯狀一個階梯的向云中向地面傳播,所以叫做“階梯先導”。在光舌心境的通道上,空氣已被強烈地電離,它的導電能力大為增強,空氣連續電離的過程只發生一條很狹窄的通道中,所以電流強度很大。

         

        四、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,整個鄉村的門窗都噴出藍色火焰。

         

        五、雷電的形成

              雷電是一種大氣中放電的現象,產生于積雨云中,積雨云在形成的過程中,某些云團帶正電荷,某些云團帶負電荷。它們對大地的靜電感應,使地面或建筑物表面產生異性電荷,當電荷積聚到一定程度時,不同電荷云團之間,或云雨大地之間的電場強度可以擊穿空氣,開始游離放電,我們稱之為“先導放電”。

              云對地的先導放電是云向地面跳躍式逐漸發展的,當到達地面時(地面上的建筑物、架空輸電線等),便會產生由地面向云團的逆導主放電。在主放電階段里,由于異性電荷的劇烈中和,會出現很大的雷電流,一般為幾十千安幾百千安,并隨之發生強烈的閃電和巨響,這就形成雷電。

         

        六、雷擊的產生

              雷擊是指一部分帶電的云層與另一部分帶異種電荷的云層,或者是帶電的云層對大地間迅猛的放電。其中,云層對大地的放電對建筑物、人和建筑物內電子設備產生極大的危害,是人類研究的主要對象。

        七、雷云的產生

              雷云的產生,或者說其所蘊含的能量主要來自大氣的運動。氣流的運動、摩擦以及風對云塊的作用,令其做切割地球磁場磁力線運動,使不同的電荷、帶電微粒進一步分離、極化、最終形成集聚大量電荷的雷云。當雷云的電場強度達到足夠大時將引起雷云中的內部放電,或雷云間的強烈放電,或雷云對大地、其他物體間的放電,即所謂雷電。

         

        八、雷電活動強度的判斷

              判斷雷電活動的強弱,習慣上使用“雷暴日”即以一年當中,該地區有多少天發生耳朵能聽到雷鳴來表示該地區的雷電活動強弱。

              我國各地區平均雷暴日

              湖南島及廣東的雷州半島100日以上

              北緯23℃以南,80日以上

              長江以南地區  40日以上

              長江以北大部分地區15~40日

              西北地區15日以下

         

        九、雷暴最多的國家

              印度尼西亞是由大大小小3000多個島嶼組成的“千島之國”,素有“雷暴王國”之稱。

              在印度尼西亞,僅爪哇島的茂物,一年里就有322個雷暴日,打雷的次數約有14000次,即平均每天有30~40次。

              印度尼西亞位于赤道及其兩側,全年氣候炎熱,每月平均氣溫在25℃~28℃之間,沒有季節之分,人們一年生活在酷暑之中,那里天氣單調、呆板,清晨太陽從地平線露出臉兒,把爪洼島及其附近島嶼曬得滾燙滾燙,對流運動極易發展。對流的出現,把近地層又濕又熱的空氣源源不斷的帶到高空。當這種潮濕空氣到達氣象學上的“凝結高度”時,便凝結成雨滴的過程中,釋放出的熱量非常大,而空氣獲得新的熱量后,又加速了向上運動。隨著太陽的升高,地面受熱不斷增強,對流運動更加發展,凝結釋放的熱量進一步增多,烏黑的云層里便電光閃閃,雷聲隆隆,緊接著就是一場雷雨。

              可見,由于適當的地理位置、強烈的日照、炎熱的氣候、微微的和風、潮濕的空氣,強烈的對流,是印度尼西亞稱為“雷暴王國”的主要原因。

         

        十、雷電傷人的方式

              在雷擊災害中,我們對雷電傷害人身的事故特別關注,一般來講,當云與大地之間產生雷電釋放的現象發生時,雷電電流從云中泄放到地面,才會對人的活動造成大的影響。

         

              總結來說,雷電對人的傷害方式四種,即:直接雷擊,接觸電壓、旁側閃擊和跨步電壓。

              1、直接雷擊。在雷電現象發生時,閃電直接襲擊到人身體,便是直接雷擊。由于人是一個很好的導體,高達幾萬到十幾萬安培的雷電電流,由人的頭頂部抑制通過人體到兩腳,流入到大地。人因此而遭到雷擊,受到雷電的擊傷,嚴重者甚至死亡。

              2、接觸電壓。當雷電電流通過高大的物體,如高的建筑物、樹木、金屬建筑物等泄發光下來時,強大的雷電電流,會在高達導體上產生高達幾萬到幾十萬伏的電壓。雷雨天,當人不小心觸摸到這些物體時,會受到這種觸摸電壓的襲擊,發生觸電事故。

              3、旁側閃擊。當雷電擊中一個物體時,強大的雷電電流,通過物體泄放到大地,一般情況下,電流是最容易通過電阻小的通道穿流。而人體的電阻很小,如果人就在雷擊中的物體附近,雷電電流就會在人頭頂高度附近,將空氣擊穿,再經過人體泄放下來,使人遭受襲擊。

              4、跨步電壓。當雷電從云中泄放到大地時,就會產生一個電位場。電位的分布式越靠近地面雷擊點的地方電位越高;遠離雷擊點的電位就低。如果在雷擊中,人的兩腳站的地點電位不同,這種電位差在人的兩腳間就產生了電壓,也就有電流通過人的下肢,兩腳之間的距離越大,跨步電壓也就越大。

        十一、室外防雷措施是怎么樣的

              在雷電發生時,我們應盡量不要到室外活動,大多數雷擊死亡的事故發生在戶外。所以在遇到烏云密布,狂風暴雨即將來臨時,大家應盡快躲在室內,如果躲避不及,在室外遇到雷雨天氣時,提醒大家可以采取以下幾種防雷措施。

              1、 由于云與大地之間發生的雷電,是有選擇性的。一般高大的物體以及物體的尖端是容易被雷擊的。所以在室外請不要靠近鐵塔、煙囪、電線桿等高大物體,更不要躲在大樹下或者到孤立的棚子和小屋里避雨。

              2、在郊外曠野里,要找一塊地勢低的地方,站在干燥的、最好是有絕緣功能的物體上,蹲下且兩腳并攏,使兩腿之間不會產生電位差。

              3、為了防止接觸電壓的影響,在室外千萬不要接觸任何金屬的東西,如電線、鋼管、鐵軌等。

              4、當你在野外高山活動時,最好躲在山洞里,并且盡量躲到山洞深處,你的兩腳也要并攏,身體也不可接觸洞壁。

              5、在雷雨天氣時,千萬不要到江河湖溏等水面附近去活動,要盡快上岸躲避,并且要遠離水面。

              6、如果能有汽車,將車的門窗關閉好躲在里,這也是很安全的。因為金屬的汽車外殼是一個非常好的屏蔽。若一旦有雷擊,金屬的外殼就會很容易地把雷電電流大地。

         

        十二、室內防雷措施是怎么樣的

              雷電來臨時,躲到室內比較安全,但這也只是相對室外而言。在室內除了會遭受直擊雷侵襲外,雷擊電磁脈沖也會通過引狼入室內的電源線、信號線、無線天線通道進入室內。素以,在室內,如果不注意采取措施,也可能遭受雷擊的襲擊。下面就來介紹幾種室內防治雷電災害的措施。

              1、發生雷雨時,一定要及時關好門窗,防止直擊雷擊和球形雷的入侵。同時還要盡量遠離門窗、陽臺和外墻壁,否則,一旦雷擊房屋,你可能會接觸電壓和旁側閃擊的傷害,成為雷電電流的泄放通道。

              2、在室內不要靠近,更不要觸摸任何金屬管線,包括水管、暖氣管、煤氣管等。特別提醒在雷雨天氣不要洗澡,尤其是不要使用哪個太陽能熱水器洗澡。

              室內隨意拉一些鐵絲等金屬線,也是非常危險的。在一些雷擊災害調查中,許多人員傷亡事件都是由于在上訴情況下,受到接觸電壓和旁側閃擊造成的。

              3、在房間里不要使用任何家用電器,包括電視、電腦、電話、電冰箱、洗衣機、微波爐等。這些電器除了都有電源線外,電視機還會由天線引入的饋線,電腦和電話還會有信號線。

              雷擊電磁冒充產生的過電壓,會通過電源線、天線的饋線和信號線將設備燒毀,有的還會釀成火災,人若接觸和靠近設備也會被擊傷、燒傷。最好的方法是不要使用這些電器,拔掉所有的電源線和信號線。

              4、要保持室內地面的干燥。以及各種電器和金屬管線的良好接地。如果室內的地板或電器線路潮濕,就有可能會發生雷電電流的漏電傷及人員。室內的金屬管線接地不好,接地電阻很大,雷電電流不能很通暢地泄放到大地,就會擊穿空氣的間隙,向人體放電,造成人員傷亡。

         

        十三、學校防雷的措施

              首先,學校應認真落實防雷裝置定期檢測,防雷工程設計審核和竣工驗收管理工作。

              各個新建學校的選址、規劃,必須經當地氣象主管機構審查,進行累計風險評估后,方可建設;各防雷裝置的使用單位,必須在雷雨季節前,向當地防雷技術服務機構提出申請,接受發各類裝置安全檢測。

              其次,各級防雷技術服務機構對學校申報檢測的防雷裝置應及時組織檢測,并出具檢測報告。

              檢測不合格的,使用單位必須根據相關要求監視整改。對于暫無條件實施防雷工程整改的邊遠山區學校,要加強師生防雷安全知識的教育宣傳,和雷擊事故的應急救援措施教育,同時拆除防雷設施不完善的教室屋頂旗桿、天線等突出屋面的金屬設施,金屬防護欄桿等。

              當暴雨來臨時,學校教室還應立即組織學生遠離窗戶和墻體,最大限度地減少雷擊隱患。

         

        十四、防雷裝置的介紹

              防雷裝置是利用其高出被保護物的突出地位,把雷引向自身,然后通過引下線和接地裝置,把雷電流泄入大地。

              常見的防雷裝置有:避雷針、避雷帶、避雷網或避雷帶等。

              根據保護的對象不同,接閃器可選用避雷針、避雷線、避雷網或避雷帶。避雷針主要用于建筑物和構筑物的保護;避雷線主要作為電力線路的保護;避雷網和避雷帶主要用于建筑物的保護;避雷器是防止雷電侵入波的一種保護裝置。

         

        十五、防雷新技術

              電離防雷是一種新技術,它由頂部的電離裝置,地下的地電流手機裝置及連線組成。

              電離防雷裝置是利用雷云的感應作用,或采用放射性元素在電離裝置附近形成的強電場,使空氣電離,產生向雷云移動的離子流。這樣,雷云所帶電荷便得以緩慢中和并泄露,從而使空氣電場強度不超過空氣的擊穿強度,消除落雷條件,抑制雷擊發生。

         

        十六、雷電傷人后如何自救或互救

              1、 起火

             (1)救助方式。被雷電擊中后,如果衣服著火,要立刻躺下,就地打滾,或爬到有誰的洼地、水池中,迅速消滅火焰,切記不可驚慌奔跑,這會使火焰越燒越旺,救助者可以往傷者身上潑水滅火,也可用外衣,毯子到呢個傷者裹住,隔絕火焰燃燒必須的氧氣。著火后,傷者要用手護住臉部,以免祝融襲面,導致呼吸道燒傷窒息死亡。滅火后,燒傷后可用冷水沖洗,然后用潔的布包扎。

             (2)燒傷處理方法。燒傷后要及時進行冷療。冷療是在燒傷后將手上的肢體放在流動的自來水下沖洗或放在大盆中浸泡,弱沒有自來水,可將肢體侵入井水、河水中。

         

             2、如果雷電時發現有人突然倒下,口唇青紫,嘆息樣呼吸或不喘氣,大聲呼喚也沒有反應,表明傷者意識喪失、呼吸心跳驟停。這時應抓緊時間進行現場心肺復蘇。

         

        十七、中國最早的雷電災害記錄

             中國最早的雷電災害發生在西漢時期。“漢惠帝七年(前188年)夏,雷震南山。大木數千株,皆火燃至末。其下數十畝地。草皆焦黃。”

         

        十八、如何控制雷電和利用雷電

              隨著科學技術的迅速發展,雷電這一自然現象以基本上被人們了解。但是我們應該在了解雷電的基礎上,做到控制雷電并使之為人類服務,怎么樣才能利用雷電呢?

              一提起利用雷電,我們就會聯想到打雷時雷聲隆隆、電光閃閃的壯觀景象。

              如果樹立一根很高的鐵桿引雷,雷擊的次數要多些,但是閃電擊中的次數仍不多。有人統計過,在一個雷雨季節,雷電擊中高400~800米的避雷針的次數也不超過20次。

              很早就有人做過利用閃電制造化肥,肥沃土地的實驗。我們知道,氮和氧是空氣的主要成分,氧是一種惰性氣體,在平常的溫度下,它不易與氧化合,但是當溫度很高時,它們就能化合成二氧化氮。

              自然界的閃電火花有幾千米長,溫度很高,一定有不少氮和氧溶解在雨水里變成濃度很低的硝酸。它一落到土壤中,馬上與其他物質化合,便成硝石。硝石是最好的化肥,有人計算過每年每平方千米的土地上有閃電形成的化肥100克到1000克進入土壤。

         

        十九、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,所以應嚴加防范。

         

        二十、雷擊易發生的部位有哪些

              1、 缺少避雷設備或避雷設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、 潮濕或空曠地區的建筑物、樹本等;

              4、 由于煙氣的導電性,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。

        二十一、雷電現象

              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。雷電一般產生于對流發展旺盛的積雨云中,因此常伴有強烈的陣風和暴雨,有時還伴有冰雹和龍卷風。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,使云中產生電荷。云中電荷的分布較復雜,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,相當于一座小型核電站的輸出功率。放電過程中,由于閃電通道中溫度驟增,使空氣體積急劇膨脹,從而產生沖擊波,導致強烈的雷鳴。 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。

        二十二、雷電的種類

              雷電分直擊雷、電磁脈沖、球形雷、云閃四種。其中直擊雷和球形雷都會對人和建筑造成危害,而電磁脈沖主要影響電子設備,主要是受感應作用所致;云閃由于是在兩塊云之間或一塊云的兩邊發生,所以對人類危害最小。

              直擊雷就是在云體上聚集很多電荷,大量電荷要找到一個通道來泄放,有的時候是一個建筑物,有的時候是一個鐵塔,有的時候是空曠地方的一個人,所以這些人或物體都變成電荷泄放的一個通道,就把人或者建筑物給擊傷了。

        二十三、雷電的危害有哪些

              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,重者可導致心跳、呼吸停止,腦組織缺氧而死亡。另外,雷擊時產生的是火花,也會造成不同程度的皮膚燒灼傷。雷電擊傷,亦可使人體出現樹枝狀雷擊紋,表皮剝脫,皮內出血,也能造成耳鼓膜或內臟破裂等。

              中國是一個多自然災害的國家,跟地理位置有著不可分割的關系,雷電災害在中國也有不少,最為嚴重的是廣東省以南的地區,東莞、深圳、惠州一帶的雷電自然災害已經達到世界之最,這些地方也是因為大氣層位置比較偏低所造成的影響。紐約是雷電災害最多的地區,在近幾年更是明顯加強,我國的東莞近最為嚴重,雷電所帶來的經濟虧損在夏季5-8月之間,東莞當季的GDP比例虧損度接近6%,上千萬的經濟虧損,也是一大嚴重的自然災害多發區域。多起雷電傷人事件在東莞地區每年都會發生,達到了全世界雷擊人事件最頻繁,最多的地區。在中國,乃至全世界的雷電受災重區之一。

        二十四、怎么樣預防雷電

              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,所以應嚴加防范。

              (1)預防雷電的方法

               應急要點:

              1、注意關閉門窗,室內人員應遠離門窗、水管、煤氣管等金屬物體。

              2、關閉家用電器,拔掉電源插頭,防止雷電從電源線入侵。

              3、在室外時,要及時躲避,不要在空曠的野外停留。在空曠的野外無處躲避時,應盡量尋找低洼之處(如土坑)藏身,或者立即下蹲,降低身體高度。

              4、遠離孤立的大樹、高塔、電線桿、廣告牌

              5、立即停止室外游泳、劃船、釣魚等水上活動。

              6、如多人共處室外,相互之間不要擠靠,以防雷擊中后電流互相觸電。

              專家提示:

              1、高大建筑物上必須安裝避雷裝置,防御雷擊災害;

              2、在戶外不要使用手機;

              3、對被雷擊中人員,無心跳無呼吸時應立即采用心肺復蘇法搶救;

              4、雷雨天盡量少洗澡,太陽能熱水器用戶切忌洗澡。

        二十五、雷擊傷的急救

              (1) 傷者就地平臥,松解衣扣。

              (2) 無心跳無呼吸時,立即口對口呼吸和胸外心臟按壓,堅持到病人蘇醒為止。

              (3) 送醫院急救。

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