闪电是如何形成的?
闪电是一种伴随着闪电和雷声的壮观且有些令人畏惧的放电现象。闪电一般产生在对流强烈的积雨云中,因此经常伴随着强烈的阵风和暴雨,有时还会伴有冰雹和龙卷风。积雨云的顶部一般很高,可达20公里,云的上部往往有冰晶。冰晶的附着、水滴的破碎和空气对流使云产生电荷。云中电荷的分布比较复杂,但一般来说,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。因此,在云的上部和下部之间形成了电位差。当电位差达到一定程度时,就会发生放电,这就是我们常见的雷电现象。闪电的平均电流为3万安培,最大电流可达30万安培。闪电的电压很高,大概1亿到1亿伏。中等强度雷暴的功率可达1000万瓦,相当于一个小型核电站的输出功率。在放电过程中,由于闪络中温度突然升高,空气体积迅速膨胀,产生冲击波和强雷电。当带电的雷云靠近地面的突起物时,它们之间会发生剧烈的放电。闪电放电现场会有强烈的闪光和爆炸轰鸣声。这就是人们看到和听到的闪电和雷声。
闪电是什么?
暴风云通常会产生电荷,负电荷在底部,正电荷在顶部,它们还会在地面产生正电荷,这些正电荷跟随云到处移动。正负电荷相互吸引,但空气不是良导体。正电冲向树顶、山头、高楼甚至人体上方,试图与负电的云相遇;负电荷的树枝状触手向下延伸,越向下延伸越靠近地面。最后,正负电荷终于克服空气障碍,连接起来。一股巨大的电流沿着导电气道从地面冲向云层,产生明亮的闪光。闪电的长度可能只有几百公里,但也可能长达几公里。
闪电的温度从17000摄氏度到28000摄氏度不等,是太阳表面温度的3~5倍。闪电的极热导致沿途的空气剧烈膨胀。空气运动很快,所以形成了波,发出了声音。当闪电靠近时,你听到的是尖锐的爆裂声;如果距离很远,你听到的是隆隆声。你可以在看到闪电后启动秒表,听到雷声时按下秒表停止,然后用秒数除以3,就可以大致知道闪电离你有多少公里了。
闪电的类型
曲折的普通闪电称为树枝状闪电。如果树枝状闪电的通道被风吹向两侧,以至于看起来有几条平行的闪电,则称之为带状闪电。如果两个闪电分支似乎同时到达地面,它们被称为分叉闪电。
当闪电在云中的阴阳电荷之间闪烁,使整个地区的天空都变得明亮时,这被称为片状闪电。
没有到达地面的闪电,即同一朵云内或两朵云之间的闪电,称为云对云闪电。有时这种闪电会传播很远的距离,降落在距离风暴很多公里远的地面上。这叫做“晴天霹雳”。
闪电的电作用有时会在又高又尖的物体周围形成一种类似光晕的红光。通常在暴风雨的海上,可以在船的桅杆周围看到火红的光,所以人们借用水手的守护神的名字,称这种闪电为“圣埃尔莫之火”。
超级闪电是指那些功率超过普通闪电100倍的罕见闪电。普通闪电产生的电量约为1亿瓦,而超级闪电产生的电量至少为1亿瓦,甚至可能达到万亿到1亿瓦。
纽芬兰的时钟岛在1978明显遭到了一次超级闪电的袭击,连13公里外的房屋都震得嘎嘎作响,整个村庄的门窗都被喷上了蓝色的火焰。
袭击的时间
当你阅读这篇文章的时候,全世界大约有1800个闪电交流正在进行中。它们每秒发出约600次闪电,其中100次击中地球。
闪电可以将空气中的一些氮转变成氮化合物,这些氮化合物可以被雨水冲刷到地面上。一年时间,地球上每公顷土地都能从高空获得几公斤这种免费肥料。
乌干达首都坎帕拉和印尼爪哇岛是最容易遭受雷击的地方。据统计,爪哇一年有300天有闪电。历史上最猛烈的闪电是1975年击中津巴布韦农村乌姆塔利附近一座小房子的那次,当时有21人死亡。
闪电的危害
超过三分之二的雷击受害者是在户外遭到袭击的。三分之二的人活了下来。在被闪电杀死的人中,85%是男性,年龄大多在10到35岁之间。大多数死者在树下躲避雷电和雨水。
沙利文可能是被闪电击中的冠军。他是一名退休的森林经理,曾被闪电击中七次。闪电曾经烧焦了他的眉毛,烧焦了他的头发,烧伤了他的肩膀,扯掉了他的鞋子,甚至把他扔出了车外。他轻描淡写地说:“闪电总会找到我。”
雷电对人体的危害包括电流的直接作用、超压或电力、高温。当一个人被闪电击中时,电流会迅速通过人体。严重时会导致心跳、呼吸停止、脑组织缺氧而死亡。此外,雷击时产生火花,也会造成不同程度的皮肤灼伤。雷击伤还可引起树枝状闪电纹、表皮脱皮、皮内出血、耳膜或内脏破裂。
防雷说明
雷电发生时产生的雷电流是造成危害的主要来源,其危害包括直接雷击、感应雷击和架空线路引导的侵入性雷电。例如,各种照明、电信和其他设施中使用的架空线路可能会将雷电引入室内,因此应采取严格的预防措施。
一、易遭雷击的部位
1.高楼、储罐等。缺少防雷装置或者防雷装置不合格的;
2.金属屋顶没有良好的接地;
3.潮湿或开阔地区的建筑物和树木;
4.由于烟气的导电性,烟囱特别容易遭受雷击;
5.大楼上有收音机,但没有避雷器,也没有良好的接地。
二、防止雷击的方法
1.建筑物上安装了避雷装置。也就是利用防雷装置将雷电流引入大地后消失。
2.雷雨时,人们不要靠近高压配电室、高压电线和孤立的高楼、烟囱、电杆、大树、旗杆等。,更别说站在空旷的高地或者大树下避雨了。
3.不能用带金属柱的伞。在郊区或露天作业时,不要使用金属工具,如撬棍。
4.不要穿湿衣服靠近或站在露天金属物品上。
5.雷雨天气在山顶不要开手机,更不要用手机。
6.雷雨天不要触摸和接近防雷装置的接地导体。
7.雷雨天,将照明线、电话线、电视线等线路留在室内,防止雷电侵害人和被人伤害。
8.打雷下雨时,禁止在山顶或丘陵地带停留。更重要的是,禁止继续推高看雨景。不能躲在大树下或电线杆附近,也不要在空旷的田野里行走或站立。你应该尽快躲到低洼处,或者尽量找一个房间地板或干燥的洞穴逃生。
9.雷雨天气,不要用金属柄的伞,摘下金属框的眼镜、手表、皮带。如果骑自行车出行,应尽快离开自行车,远离其他金属物体,以免被雷击。
10.雷雨天气,不要去江河湖泊游泳、划船、钓鱼。
11.出现雷电、雷电、暴雨时,游客如在酒店休息,应立即关闭室内电视、录音机、音响、空调等电器,避免用电。打雷的时候,在房间中央比较安全。不要待在电灯下,也不要靠在柱子、墙壁、门窗上,以免打雷时感应电引发事故。
雷击时,旅伴应立即将患者送往医院。如果当时呼吸、心跳已经停止,应立即在现场进行口对口人工呼吸和胸部按摩,积极进行现场抢救。千万不要不抢救就急着去医院,否则会耽误发病,导致死亡。有时,在去医院的路上要继续进行人工呼吸和胸部按摩。另外,要注意给病人保暖。如果有狂躁、抽搐、抽搐等精神症状,也要做头部冷敷。对于电烧伤的部位,在急救的情况下,只需要保持干燥或包扎即可。
雷雨时,即使安装了避雷针,也要迅速拔掉室内电视、冰箱、天线电源的插头,防止空间电磁干扰造成不必要的损失。此外,从雷电的形成和发生过程来看,雷电事故多发于空旷的田野、建筑物顶部、高大的树下、河流、湖泊、池塘附近和潮湿地区。
全国建筑电气装置标准化技术委员会委员王红民:在外面,要考虑雷电活动区域,看雷电活动的距离。一般我们可以通过听雷声来判断距离。不要躲在避雷针和树下。不要在空旷的地方打伞,因为伞有针尖,电场强度要集中。不要在开阔的地方使用手机。蹲下,双脚并拢。
专家最后强调,如遇雷雨,市民最好躲在有金属门窗或避雷针的建筑物内。金属车身的汽车也是最好的“避雷处”。这些建筑或汽车一旦遭到雷击,其金属框架或防雷装置或金属本身都会将雷电流导入地下。
闪电统计的概念
雷声和闪电的数量-当雷雨正在进行时,隆隆的雷声还在继续。如果打雷的时间间隔小于15分钟,无论打雷间歇传播多长时间,都算作雷暴;如果雷电停止时间大于15分钟,则分为前后两次雷雨。
闪电小时——也就是说,在天文小时内有一场雷雨,或者更一般地说,在这段时间内听到了雷声,而不管雷雨持续的时间。某一地区的“年闪电时数”是指该地区在一年内发生了多少个天文时数的雷暴,而不考虑雷暴在某一小时内是持续了整整一个小时还是只持续了几分钟。
雷暴日-也称为闪电日。这是我们最熟悉的。只要这一天有过雷雨和打雷,无论雷雨持续多长时间,都算作一个闪电日。“年闪电日”等于年闪电日的总和。
雷暴月-也称为闪电月-意味着这个月有雷暴。“每年雷暴月数”是指一年中有多少个月出现雷暴。