漫談雷電及雷電天氣

1、漫談雷電及雷電天氣 隨著人類社會的發(fā)展，人們對 環(huán)境的影響也越來越大。自然災(zāi)害性天氣越來越多，也越來 越嚴(yán)重。雷電天氣就是其中之一，每年由 于雷擊造成的人員、財(cái)產(chǎn)損失都非常大。例如：今年 夏季重慶市開縣一小學(xué)兩間教室由于雷擊造成當(dāng) 場 7人死亡、 2 人重傷、其余幾十人昏迷的慘劇。 因此，普及有關(guān)雷電知識加強(qiáng)雷電防范就顯得越來 越重要。一、雷電的形成：（一）積雨云的形成：雷電是一種劇烈的大氣放電現(xiàn)象，通常發(fā)生在積雨云當(dāng)中。這類積 雨云又 叫雷暴云，它是由于地面的熱空氣攜帶大量水汽不斷升到空中所致。 它的形成必須具備 三個條件： 一是空中要有充足的水汽。二是強(qiáng)烈的空氣上升運(yùn)動，空氣上升絕熱膨脹降

2、溫， 空氣中的水汽含量 容易達(dá)到飽和和過飽和狀態(tài)， “多余”的水汽便容易凝結(jié)成云了。三是環(huán)境能 不斷提供云體增長的 能量（層結(jié)不穩(wěn)定） 。在夏季的午后，空氣潮濕，太陽輻射增強(qiáng)，溫度快 速升高，暖濕氣流迅速上 升，天氣悶熱無風(fēng)， 若悶熱得很厲害，淡積云快速發(fā)展成濃積云和積 雨云，就會出現(xiàn)雷暴。 一次雷 暴過程并不只是一塊雷暴云， 而往往是由幾個或更多個處于發(fā)展 階段的雷暴單體所組成。 這些單體 雖處于同一個雷暴云里， 但每個單體內(nèi)的環(huán)流一般是獨(dú)立存 在的。在每個單體之間，一般都有空隙， 這里上升氣流很弱，或有下沉氣流。這些多單體的雷 暴云所包含的每個單體也不是固定不變的，而處 于不斷新生和消失的

3、新陳代謝過程中。因此， 盡管每個單體的生命期有限， 而一個多單體的雷暴云， 作為一個整體而言， 卻可維持好幾個小 時。待到最后一個雷暴單體消失而不再出現(xiàn)新單體時，一次 雷暴過程才告結(jié)束。（二）雷雨的形成：上述雷暴云我們又稱為雷雨云。在雷雨云里，空氣動蕩不定、上下翻 騰，云 的上部溫度低于0C的云滴互相碰撞，在冰晶上面凍結(jié)，使冰晶變大。當(dāng)冰晶增大成大 水滴。一些大 水滴再通過破裂，及與其它小云滴碰撞并增大，水滴又不斷變大和變多。 于是一部分大水滴就落到 地面，成為雨；另一部分隨氣流上長到云頂附近凍結(jié)成小冰珠， 小冰珠隨氣 流的升降，來回反復(fù)， 合并增大，落到地面便是冰雹。一塊雷雨云就好象是一架龐

4、大的機(jī)器， 它把大量的水汽“制造”成雨 滴、冰雹。同時，由于雷雨云中的微粒相互摩擦，使得一部分原子最外層電子脫離原子的束縛而帶電。 在積雨云之間或積雨云與地面之間。 由于積雨云內(nèi)空氣 所含的水蒸氣比干燥空氣多， 而電荷極易吸 附在水珠表面， 故積雨云可積聚許多電荷， 引起大規(guī)模的閃電和巨大的雷響。（三）閃電的形成：A、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)：找一個小電池，從電池的正負(fù)兩極各引出一根電線，然 后把 兩根電線頭互相碰一碰，就會發(fā)現(xiàn)線頭附近冒出火花，同時還有“叭、叭”的聲音。這是 因?yàn)?，兩個 線頭相距很近、沒有完全接觸上， 電流可以從空氣中通過，把線頭間那一個小區(qū)域 的空氣灼熱擊穿， 形成一個小爆炸，發(fā)出了光亮和

5、響聲。這個現(xiàn)象名叫“火花放電” 。它和天空中發(fā)出的電閃雷鳴的 道理一樣。天空中的雷電， 就是在兩塊帶電的云層之間， 在云層與地面之間，或者在一塊云的不 同部位之間放電的結(jié)果。B、實(shí)際分析：我們知道，雷雨云中的氣流，每時每刻都在激烈地翻騰看，這樣一來，溫度低于0C的云滴、冰晶或霰粒之間便發(fā)生劇烈的碰撞或摩擦， 因而破裂分離，同時就帯上了正負(fù)不同的電荷。 帶正電的小冰晶被氣流帶到云的頂部， 而帶負(fù)電的大冰晶較重， 則下沉到云的下層，融化為帶負(fù)電 的水滴。這時水滴受上長氣流的沖撞， 又分裂成許多帶負(fù)電的小水滴或 帶正電的大水滴，帶正電的 大水滴集中到云底，帶負(fù)電的小水滴又被上長氣流抬高。這樣， 在云

6、的不同部位就積聚著不同的電 荷，它們之間的電位差愈來愈大， 到一定程度就會“吐火揮鞭” 劇烈地放電。例如線狀閃電， 它是由一個很暗的先導(dǎo)閃擊開始的。 先導(dǎo)閃擊是沿著一條路 徑一步一步地伸向地面的，這種情況叫 做“逐級向下的先導(dǎo)閃電” 。但是，先導(dǎo)閃擊有時也會毫不停留地一直向下延伸，這種情況叫做“直 竄先導(dǎo)閃電”。緊跟在先導(dǎo)閃擊之后的是主閃擊。 緊接著主閃擊而來的是一系列的放電，它們的數(shù)目 可達(dá)到20個以上，整個放電過程可持續(xù)半分鐘。完成一次放電的時間是如此短暫， 從而使每次放出的電流都十分巨大， 可以達(dá)到 1 萬安培， 甚至超過 10萬安培。閃電的電流一般在 10微秒左右達(dá)到峰值（ 10? 1

7、00千安），在峰值 電流之前電 流上升率達(dá)最大值（約 10千安/微秒）。云地電位差一般為 107? 108伏，一次輸送 約 20庫電荷，所以一次閃電的能量約為 2X（ 108? 109）焦。這樣強(qiáng)大的閃電電流在數(shù)厘米直 徑的通道內(nèi)瞬間通過，產(chǎn) 生了激震波，在傳播一定距離之后退化為聲波，即我們聽到的雷聲； 同時這樣大的電流將使直徑只有 十幾到幾十厘米的放電路徑迅速增溫至幾萬度。 熾熱的高溫使 放電路徑上的空氣幾乎完全電離，因 而發(fā)出耀眼的光亮，這就是閃電。C、理論依據(jù)：1、冰晶由極化冰雹上的碰撞彈回過程或云滴由極化雨滴上的碰撞彈回過程，可產(chǎn)生雷雨云中的起電。 2、一個極化的雨滴在有離子或帶電云滴

8、的云中降落時，如果雨滴在指向朝下的電場中降落的速度大于正離子在電場中的向下運(yùn)動速度， 則雨滴將會排斥正離子而 俘獲負(fù)離子。 3、 當(dāng)一塊中性冰的兩端維持穩(wěn)定的溫差時，熱端將出現(xiàn)剩余負(fù)電荷，冷端將出 現(xiàn)剩余正電荷，使兩端有 一定的電位差，這就是冰的熱電效應(yīng)。4、當(dāng)大水滴被氣流吹裂時，碎裂后的大殘塊帶正電，小碎沫帶負(fù)電。 5、上升氣流攜帶云底正離子向云中運(yùn)動，直至上部 形成正 電荷區(qū)。 由于高空傳導(dǎo)電流使大量負(fù)離子來到云的上表面并附在云滴或冰晶上，然后由 云周圍強(qiáng)烈的下沉氣流帶下來。 到達(dá)云下的負(fù)電荷增強(qiáng)了地面電場， 使地面感應(yīng)， 產(chǎn)生尖端放 電，從而產(chǎn)生 更多的正離子，這種正反饋過程最終將造成雷

9、雨云中的電荷分布。二、雷電的基本特征：1 、 規(guī)律性：雷電范圍雖小，維持時間也短，但它的劇烈天氣變化規(guī)律，在地面監(jiān)測站是 有所反映的，特別是當(dāng)雷暴云核心經(jīng)過監(jiān)測站時表現(xiàn)出氣壓猛升，風(fēng)向急轉(zhuǎn)，陣風(fēng)立即開始，風(fēng)速?？蛇_(dá) 30 米/ 秒以上。陣風(fēng)一出現(xiàn)，地面氣溫就突然下降，降溫在20 30 分鐘內(nèi)會達(dá)到 10C 左右；隨后出現(xiàn)傾盆大雨，電閃雷鳴。2、運(yùn)動性：雷電從生成到消失的整個過程中， 都是不斷地移動的。 江河、山脈等自然地 理?xiàng)l件，對雷電的移動也有很大影響。 江河湖泊地區(qū)， 由于熱力作用， 白天常有下沉氣流存在， 雷暴移到 這里就會減弱，甚至?xí)?；夜間相反，雷暴經(jīng)過時就會增強(qiáng)。當(dāng)雷暴移近山脈時

10、，因受阻擋，常順著山脈移動，有時就在山區(qū)里打轉(zhuǎn)，等轉(zhuǎn)到有山口的地方，就從山口移出。3、多因素性：雷電的分布與緯度、地形、地表性質(zhì)等因素的關(guān)。我國南方比北方多；山 地比平原多；內(nèi)陸比沿海多。在一年中，隨著氣溫、濕度的升高而增多，隨著氣溫、濕度的降 低而減少。至 于那些終年氣溫、濕度都很高的地區(qū)，則雷電的季節(jié)性變化較小。 我國雷電在一 年中出現(xiàn)最多的是 夏季，春秋次之；冬季除華南少數(shù)地區(qū)之外，極少有雷電出現(xiàn)。三、閃電的基本類型：閃電通常是在有雷雨云時出現(xiàn)的，偶爾也在雷暴、雨層云、塵暴、火山爆發(fā)時出現(xiàn)。由閃電的不同形態(tài)和特征，可將閃電分為線狀閃電、帶狀閃電、火箭閃電、片狀閃電、熱閃電、珠狀閃電和球狀

11、閃電等不同類型。1 、 自然界最常見的是線狀閃電，它最主要的特征是細(xì)亮的發(fā)光光柱。如光柱平直而不分叉，象樹干一樣，則稱為枝狀閃電；如光柱蜿蜒曲折而又分叉，則稱為叉狀閃電。2、帶狀閃電是一種寬約十幾米，看上云呈帶狀的云地閃電，它是由于線狀閃電的通道受強(qiáng)風(fēng)影響而移動，致使閃電中的各次閃擊的空間位置在水平方向上分開而呈帶狀。3、 火箭閃電是一種長路徑的空氣放電， 肉眼可直接觀測到放電象箭似地沿閃電通道緩緩 移動， 整個放電的持續(xù)時間約 1 秒。4、 片狀閃電用來稱呼那些使一片云或幾塊云所在的那一片天空發(fā)亮的閃電。熱閃電用來稱呼那 些遠(yuǎn)得聽不到雷聲只看到閃光的閃電。片狀閃電與熱閃電常常較難以區(qū)分。5、

12、球狀閃電指那種閃電通道看起來好象斷裂成許多小段那樣的閃電。每段長約數(shù)十米，遠(yuǎn)看又會造成一定危害的奇異閃電，通常在有強(qiáng)雷暴時出現(xiàn)。它外觀呈球狀，直徑10? 20 厘米（也有小于 1 厘米甚至大到幾十米的） ，呈紅、橙或黃色，存在時間小于 5 秒（少數(shù)超過 1 分有時隨著氣流 慢慢飄動；鐘），水平移動速度通常為每秒數(shù)米， 它們沿著彎彎曲曲的路徑在天空游蕩，有時能停在半空中不動或由空中向地面降落；有時發(fā)出白光或粉紅色的光球狀閃 電有愛鉆縫洞的失時常伴有爆炸并發(fā)出癖性，有時從煙囪、窗戶、門縫竄入屋內(nèi)，在屋子里轉(zhuǎn)一圈后又溜了出去。消氣的氣一聲沉悶的巨響， 也有無聲無息消失的， 它從出現(xiàn)到消失， 時間只有

13、幾 秒鐘到幾分鐘。 消失處常 有股像臭氧或一氧化氮的氣味， 它的形成可能是被加熱的空氣球， 例 如，空氣中的水分解成氫氣和氧氣。在某些條件下閃電通道裂成幾塊，組成一團(tuán)團(tuán)含氧氣和氫塊。當(dāng)高溫氣體冷卻到 3500 r 時，氫氣和氧氣又化成水。這種化學(xué)反應(yīng)劇烈地發(fā)生類似一種爆炸。也可能是極高密度的等離子體（電子濃度約為io 25個/ 米 3）。它只所以能存在那么長的時間，是因?yàn)樗樟碎W電時產(chǎn)生的超短波輻射。當(dāng)它把這部分能量釋放出來的時候， 就發(fā)出 光和爆炸。6 在線狀閃電的路徑上，還偶爾會出現(xiàn)一種少見的閃電鏈狀閃電。它好象一排發(fā)光 的鏈球，掛在天空，在云層的襯托下，又如一條虛線在云幕上慢慢地滑行。

14、鏈球的數(shù)目大約有20? 30 個。7、 電暈放電：即尖端放電，在強(qiáng)電場作用下，物體尖銳部分發(fā)生的一種放電現(xiàn)象。物體 曲率大處，電力線密集，電勢梯度大，致使其附近部分氣體被擊穿而發(fā)生放電。如果物體尖端 在暗處 或放電特別強(qiáng)烈， 這時往往可以看到它周圍有淺藍(lán)色的光暈。 航海人員有時看到船桅附 近冒出的藍(lán)火， 在一些尖屋頂上、煙囪頂部、 避雷針上看到的冒煙和發(fā)光；登山運(yùn)動員有時頭 發(fā)會冒火花，等等， 都是這類的電暈現(xiàn)象。 這是大氣中的一種無聲的放電現(xiàn)象。它們大都發(fā)生 在雷雨時，因?yàn)檫@時大氣 有很強(qiáng)的電場，而地面尖端物體附近的電場更強(qiáng)。 當(dāng)尖端鄰近的電場 超過每厘米 3 萬伏時，大氣里 的自由電子在尖

15、端附近飛快地運(yùn)動，途中又撞擊很多空氣分子， 使空氣分子電離，最后就要導(dǎo)致電離 空氣擊穿而產(chǎn)生放電， 引起物體尖端附近的發(fā)光現(xiàn)象。 尖 端電勢相對于周圍大氣電勢為正（負(fù)）的，稱為正（負(fù)）尖端，這時與尖端符號相反的離子流 入尖端，相同符號的離子遠(yuǎn)離尖端而形成離子云屏蔽層，它們造成了尖端放電的脈動性質(zhì)。 尖端放電的電流強(qiáng)度 I 與很多因素有關(guān)，對于地面附近的尖端放電，電流強(qiáng)度為： I （U -V0） C 2+2） 1/2式中U是尖端與其周圍環(huán)境的電勢差；？是風(fēng)速；：是離子運(yùn)動速度，等于離 子遷移率和環(huán)境電場 強(qiáng)度的乘積；：？、V。是與尖端形狀、咼度、環(huán)境電學(xué)特征等因子有關(guān)的常數(shù)。在雷雨云臨近時，樹木

16、、青草等自然尖端均要發(fā)生尖端放電。8、 一般閃電多為藍(lán)色、紅色或白色，但有時也有黑色閃電，它是一種最危險(xiǎn)的閃電。由 于大氣 中太陽光、云的電場和某些理化因素的作用，天空中會產(chǎn)生一種化學(xué)性能十分活潑的微 粒。在電磁場 的作用下，這種微粒便聚集在一起，形成球狀物。這種球狀物不會發(fā)射能量，從 而可以長期存在，它 沒有亮光，不透明，所以只有白天才能觀測到它，而且一旦接近它，它便四、雷聲的產(chǎn)生：種類：天空中的雷電，一般是不會有多大危害的，這叫“咼空雷”會馬上發(fā)生爆炸。1、，由于發(fā)生的是云它們互相干電，雷聲在云里面多次反射，在爆炸波分解時，又產(chǎn)生許多頻率不同的聲波， 聽起來感到聲音沉悶，因此，又叫悶雷。另

17、一種是清脆響亮，像爆炸聲一樣的雷聲， 一般叫“炸雷”。它對人類的危害最大，大都是從云層到地面的云地閃電，又把它叫做“落地 當(dāng)云中閃電下伸到接近地面時， 地面就與閃電末端間的距離愈來愈近， 電位差愈來愈大，擾，中閃使人雷”。 許多地面物體的尖端部分就同時向空中很快地排出大量的正電。 當(dāng)閃電下伸發(fā)生的尖端放電， 將要接觸地面時，地面正電荷打破空氣的約束主動迎上去，造成空氣迅猛加熱，劇烈膨脹，發(fā)生“卡嚓嚓”的聲音，繼之是一陣霹靂。它是距觀測者很近的云對地閃電所發(fā)出的聲音，觀測者幾乎在見到閃電的同時就聽到了雷聲。2、形成：放電路徑上的電能可以在十萬分之幾秒的極短瞬間釋放出來，將它周圍的空氣 柱加熱到

18、30000C 的咼溫所致，空氣柱受熱后以爆炸的形式膨脹開來。爆炸時，放電路徑以30？ 50 個大氣壓力向外膨脹，在與四周氣團(tuán)相撞的過程中形成沖擊波。這種沖擊波約以每秒5 千米的速度向外擴(kuò)展，這樣，位于閃電附近的人便聽到震耳欲聾的霹靂。大約經(jīng)過 0.1 ？ 0.3 秒 以后， 沖擊波逐漸衰減為正常的聲波，以每秒 340 米左右的速度繼續(xù)向周圍傳播，這就是我們 平常聽到的雷 聲。聲波隨距離的增加而減弱，一直可以傳播到 30 千米遠(yuǎn)的地方。3、傳導(dǎo)：a、打雷的時候我們常常聽到“雷聲隆隆”，這是由于一次閃電可達(dá)3千米長，而且曲折的閃電路徑上各點(diǎn)離開我們有遠(yuǎn)有近，聲波傳來有先有后的原因。又由于聲波遇到云

19、 層、山岳、建筑物時被反射， 有的聲波經(jīng)過幾次反射， 可能幾次傳入我們耳中， 這樣，雷聲不 僅被加強(qiáng)了， 而且拉長了，前后可延續(xù) 9 秒鐘。此外，當(dāng)閃電引起的爆炸波分解時，產(chǎn)生許多 音波，這些音波互 相干擾或加強(qiáng)， 聽起來雷聲就是一連串的轟隆轟隆聲了。 由于光速遠(yuǎn)大于聲 速，再加上聲波在空氣 中衰減，因此， 20？ 30 千米以外的雷聲，一般是很難聽到的。b、 在夏天的夜晚，有時會看到遠(yuǎn)處的夜空出現(xiàn)一閃一閃的閃光，這是遠(yuǎn)處的閃電被云反 射 過來的亮光。由于雷聲在云雨中傳播損耗太大，同時在雷雨時空氣隨著升高溫度降低很快， 高層空氣 密度小， 低層空氣密度大， 而聲音在密度不同的空氣介質(zhì)中傳播速度

20、不同， 當(dāng)雷聲從 高空傳向地 面時又逐漸被折射回向天空， 因此，遠(yuǎn)處有雷電發(fā)生時， 我們往往只見閃電， 不聞 雷聲。c、有電閃雷鳴的時候，往往要下雨。原因是：在雷電沖擊波向外擴(kuò)展的途中，它猛烈地 沖擊云中水滴，使水滴產(chǎn)生劇烈地加速運(yùn)動。在短暫的一瞬間，使大小水滴之間產(chǎn)生碰撞，造成云里的水滴迅速增長， 并下落成雨。閃電沖擊波作用時間短， 云滴增長的速度快，所以在隆 隆的 雷聲不久，大雨就會滂沱而下。但有時云下空氣干燥，雨滴在到達(dá)地面以前已經(jīng)汽化，就會出現(xiàn)“光打雷不下雨”的干雷， 有時云中起電作用不強(qiáng)， 構(gòu)不成放電現(xiàn)象， 就又會光下雨， 不打雷。五、要辯證地看待雷電的功與過：矛盾著的每一方面，都不

21、能孤立地存在和發(fā)展，沒有 和它對 立的矛盾一方， 它自己這一方就失去存在和發(fā)展的條件。 從一定意義上來說， 矛盾著的 雙方只有 對立面發(fā)展了， 它自己這一方才能得到發(fā)展。雷電是有害的，但是，正是因?yàn)樗粩?地給人類帶來 災(zāi)害， 才促使人類不斷地去研究它的發(fā)展規(guī)律， 以達(dá)到對其防范并為人類服務(wù)的 目的。正是在人類 不斷地研究雷電的過程當(dāng)中， 才逐漸地認(rèn)識到雷電的形成、 存在并發(fā)展以及 對人類產(chǎn)生、 人類社 會存在并進(jìn)一步發(fā)展的巨大意義。 眾所周知， 人類對自然環(huán)境的影響是越 來越大，。所以從這一方 面來說，雷電活動越來越頻繁，產(chǎn)生的幾率也越來越大。因而，需要 人類認(rèn)真地研究人類自身與生存 環(huán)境、

22、尤其是與雷電的關(guān)系。（一）、雷電的危害： 雷電危害可分成直擊雷、 感應(yīng)雷和雷電波侵入 3 種，造成危害較多的 主 要是感應(yīng)雷和雷電波侵入。 它會形成強(qiáng)大的電流，熾熱的高溫，強(qiáng)烈的電磁輻射，以及伴隨 的沖擊 波等， 具有極大的破壞力。 直擊雷容易擊中地面上的高大建筑物， 強(qiáng)大的電磁場產(chǎn)生的 感應(yīng)雷和 脈沖電壓能潛入室內(nèi)危及電視、 電話及聯(lián)網(wǎng)微機(jī)等弱電設(shè)備。 在電閃雷鳴的天氣里容 易發(fā)生雷擊。 雷擊的發(fā)生是由于閃電從空中到地面實(shí)施放電， 雷電總是會選擇最容易走的路徑， 所以放電時強(qiáng)烈 的電流會首先通過地面上的導(dǎo)體來釋放。 因而很多較高的建筑物都裝有避雷 針，以防建筑物被雷擊壞。1、雷雨時，雷雨云和

23、地面上的行人，一般離得很近，一旦帶正電的云層沖下來和人身上 的負(fù)電會合，人就要遭到雷擊了。強(qiáng)大的電流通過人身，皮膚上出現(xiàn)灰白色的腫塊和線條，嚴(yán) 重的話，致人當(dāng)場死亡。在閃電路徑經(jīng)過的地方，因高溫而使物體燃燒，會引起火災(zāi)。這對易 燃物倉庫的威脅 最大，也是森林起火的重要原因之一。2、雷電所產(chǎn)生的靜電場和電磁輻射，干擾電話通訊，甚至使通訊暫時中斷。鐵路上的自 動 信號裝置、導(dǎo)彈的遙控設(shè)備等，都會因雷電的靜電場和輻射場的影響而完全失靈。3、雷電引起的沖擊波，能使建筑物中的玻璃物品碎裂，甚至使煙囪崩毀、墻垣倒塌。雷 電 還常破壞高壓輸電系統(tǒng)， 造成停電事故；有時還破壞有線通訊， 甚至?xí)刂娫捑€竄入室

24、內(nèi)， 使室 內(nèi)人員遭受危害。（二）、雷電的貢獻(xiàn)： 首先，在生命起源的過程中， 雷電起到了重要作用。 洪荒時期的地球 周圍，存在著由火山噴發(fā)出的大量氣體甲烷、氨氣、氫氣和水蒸氣，這些氣體在紫外線、宇宙空間輻射的作用和強(qiáng)烈的雷擊下， 產(chǎn)生了構(gòu)成生命有機(jī)體的“基本元件”氨基酸， 從 而使有自我復(fù)制和 繁殖能力的原始生命終于慢慢地產(chǎn)生了。第二，雷電給人類帶來了火。在從猿到人的演變過程中，由于雷擊引起森林起火，啟發(fā)了 我們的 祖先學(xué)會用火， 因森林起火被燒死的動物軀體， 比生吞活剝的動物吃起來有滋有味， 使 遠(yuǎn)古人類 習(xí)慣了吃熟食。 富有營養(yǎng)的火燒食品的長期食用， 促進(jìn)了人體肌肉和大腦的發(fā)育， 使 人類

25、在進(jìn)化 旅途中跨進(jìn)了一大步。第三，雷電能凈化環(huán)境。雷電發(fā)生時，強(qiáng)烈的電化學(xué)、光化學(xué)作用，會使空氣中的部分氧 氣發(fā)生 化學(xué)反應(yīng)，生成具有殺菌作用的臭氧。因此，一場雷電過后，空氣中彌漫著少量臭氧，加之雷雨時，空氣又等到了“清洗” ，使人會感到格外的清新舒適。第四，雷電在農(nóng)業(yè)上的隱形功勞則更大。雷電會使空氣中的氧氣和氮?dú)饣铣啥趸?。二氧化氮被雨水溶解落地后便成為農(nóng)田必須的天然氮肥。 有人估算，每年因雷電生成的氮肥約 4 億噸。在 常有雷電發(fā)生的地區(qū)農(nóng)作物生長茂盛，就是雷電制肥的證明?？茖W(xué)家還發(fā)現(xiàn)，雷電 還可引起高空和地面間的電壓。 這個電壓越大， 植物的光合作用和呼吸本領(lǐng)就越強(qiáng)。 有人曾觀 察對

26、比，雷電后 1? 2 天內(nèi)，植物的生長和新陳代謝特別旺盛，如果在作物的生長期內(nèi)有5? 6次雷電發(fā)生，農(nóng)作物的成熟期將提前一周左右。第五，地球上每天會有 800 萬次雷電。一次雷電，云和大地間的電壓可達(dá) 1 億伏，電流強(qiáng) 度可 達(dá) 10 萬安培，閃電的長度可達(dá) 1 萬米，電火花直徑也有十幾厘米，閃電的功率可達(dá) 100 億千瓦，是 我國葛洲壩水電站發(fā)電功率的幾千倍。 雖然目前人們還未想出利用雷電造福人類的 方法，但是，雷 電的確是一種強(qiáng)大的能源。六、雷電的防范：近地面的雷電發(fā)生將給人類帶來災(zāi)難，那么，如何預(yù)防呢？（一） 人的防雷 1 、當(dāng)電閃雷鳴的時候，假如你正行、走在空曠的田野上，應(yīng)做到：一 是

27、，在 平坦的開闊地帶，最好不要騎馬、騎自行車、駕駛摩托車或敞蓬拖拉機(jī)，因?yàn)榇藭r的你 可能成為周圍 環(huán)境的突出物體而招致雷擊。 不要使自己成為尖端， 要盡量降低自身的高度。 不 應(yīng)該把鐵鍬、鋤 頭等帶有金屬的物體扛在肩頭高過頭頂， 因?yàn)檫@樣會增加閃電直接擊中的機(jī)會。 若四周沒有比自己 高的物體， 那么舉著雨傘將是很危險(xiǎn)的。 二是，要盡量縮小人體與地面的接 觸面，以減少跨步電壓 的傷害。 最好的辦法是尋找一個溝谷或凹地， 不得已時就在平地上雙腳 并攏蹲下，既降低了高度， 又可以防止跨步電壓。2、 在市郊地區(qū)，最好能躲入一棟裝有金屬門窗或設(shè)有避雷針的建筑物內(nèi)，也可躲進(jìn)有金屬車身的汽車內(nèi)。 一旦這些建

28、筑物被雷擊中， 它們的金屬構(gòu)架或避雷裝置會將閃電電流導(dǎo)入地 下。而在 車內(nèi)， 閃電在經(jīng)過潮濕的輪胎進(jìn)入地下以前， 它們已經(jīng)通過金屬車身繞過了車中的乘 客，使他們安 然無恙。3、 稠密的樹林中， 最好找一塊林中空地， 選與四周樹木差不多遠(yuǎn)的地方， 雙腳并攏蹲下。 這 時由于高大樹木易遭雷擊， 從而保護(hù)了開闊地區(qū)的避雷者。 在大樹下或高樓旁躲雷雨是極不 安全的， 因?yàn)檫@種高大物體易受雷擊，而雷擊易產(chǎn)生側(cè)閃絡(luò)、接觸電壓和跨步電壓，嚴(yán)重者可 致人死亡。4、野外工作或者在山間旅游，如路遇山洞也可進(jìn)入避雷。在洞內(nèi)站立，并攏雙腳，身體任何部分均不能觸及洞壁或洞頂。 因?yàn)樯蕉词堑乇淼囊徊糠郑?一旦落雷， 接觸

29、電壓和跨步電壓 都可能 致人死命。5、雷電時，應(yīng)避開山頂和山梁；遠(yuǎn)離高大物體和金屬物體（如鐵柵欄、鐵軌等）；最好 不要到湖泊、河海等處釣魚和劃船，也不要去游泳，因?yàn)檫@些導(dǎo)電體容易引雷。 更不要靠近或 接觸避雷 設(shè)備的任何部分，以防旁側(cè)閃絡(luò)、接觸電壓和跨步電壓。6、在雷電發(fā)生時，人、畜都不要到大樹、高塔和高墻下避雨，不要靠近和接觸潮濕的、帶電的、金屬的東西，不要在架空線路和電線桿下行走，不要在河岸邊停留、劃船，不要站在 空場地上。 裝有室外天線的收音機(jī)、電視機(jī)等都應(yīng)將天線可靠地接地。7、打雷時，在室內(nèi)不要打手機(jī)、接聽電話或接收 BP機(jī)信號；不要在衛(wèi)生間洗澡、因這 時的熱 水器有可能成為雷電放電的

30、通道 （盡管熱水器已經(jīng)可靠地接地了） ；不要靠近金屬管道、 墻壁、電 源線路、 自來水管道或煤氣管道， 應(yīng)關(guān)閉門窗拉上窗簾并遠(yuǎn)離門窗并拔去所有的電源 插頭以及網(wǎng)線 插頭、有線電視插頭和固定電話插頭。（二） 建筑物防雷 ，安裝防雷裝置是個有效的措施。防雷裝置一般由避雷針、避雷帶、 引下 線、接地極等幾部分組成。避雷針因在房屋的高處， 其尖端曲率半徑又極小，分布在其內(nèi) 的負(fù)電荷 所產(chǎn)生的電場很大， 易使其周圍的空氣電離而造成一條可以導(dǎo)電的通道。 并且避雷針 是金屬做的， 是電的良導(dǎo)體，當(dāng)電荷傳到避雷針尖上時極易沿著金屬線流入大地。 這一電流通 道可使云層和建筑 物間的正負(fù)電荷中和， 使云層放出的電

31、荷完全通過避雷針流入大地， 以保護(hù) 人身和建筑物的安全。1、對于屋面坡度小于 27、長度小于 30 米的坡屋，由于雷擊點(diǎn)多發(fā)生在山墻脊面處，可在這個地方安裝短針和避雷帶。引下線沿外墻明裝，入地后與接地極（0.6 ? 0.8 米深）連接。接地極離人、畜經(jīng)常走動的地方約 3 米以上。接地阻值約 30 門。對于平面屋，由于雷擊 點(diǎn)多發(fā) 生在四個屋角處，可沿平頂屋檐安裝一圈避雷帶，其它部分與坡屋面相同。避雷帶及所 有的支架引線 原則上都要用直徑 8 伽圓鋼連接并與避雷針焊接固定，使之成為一個電氣整體。2、安裝避雷針也可利用房屋附近的高樹及其它地物、地形。為防止線路感應(yīng)高電位引入 建筑物內(nèi)，進(jìn)戶線與防雷

32、設(shè)備的距離要至少 1 米以上。另外，要求用直徑 8 伽圓鋼將進(jìn)戶線的 瓷瓶鐵腳 進(jìn)行接地，接地阻值不要大于 20 。3、露天的輸電導(dǎo)線上要懸掛避雷線。 該線一般是一條接地良好的鋼導(dǎo)線， 也叫架空地線。 它的保護(hù)空間像三角柱體，保護(hù)角為 50。另外，像露天的鐵路信號、各種遙控裝置、設(shè)有室外天線的儀器設(shè)備等，一般都裝有各種避雷器。當(dāng)雷電產(chǎn)生的大氣過電壓超過安全值時， 避 雷器就被擊穿 導(dǎo)通，閃電電流通過它傳入地下，從而保護(hù)了設(shè)備的安全。（三）其它防雷、減雷措施：人們還利用雷電探測儀來了解雷電活動規(guī)律，幫助人類避 免各種 飛行器的飛行事故，保證導(dǎo)彈、衛(wèi)星、航天飛行器等的安全發(fā)射，并為及時發(fā)現(xiàn)森林由 于雷擊造成的 火災(zāi)提供可靠的依據(jù)。另外，人們還利用人工影響雷電實(shí)驗(yàn)以達(dá)到減少或削弱雷 電的活動。例如， 1