雷電

雷電（英文名:Thunderand lightning）俗稱閃電。是雷暴天氣條件下發生在大氣中的一種瞬時大電流、高電壓、強電磁輻射、長距離的放電現象。其放電長度大于1km，典型長度為5一10km，最長的可達100km。

東漢的王充在《雷虛篇》中就對雷電是“天懲”“天怒”之說進行過反駁，并指出雷電發生的頻率和太陽輻射的季節性變化有著密切關系。中國很多古建筑在建造之初也會結合當地地理環境、土壤性質、氣候條件等考量建筑物的避雷方式，如在亭閣的頂端、殿堂建筑屋頂上的正吻等最易受雷擊的地方架設雷公柱。明代劉基說得更為明確氣困于陰，必迫，迫極而進，進而聲為雷，光為電。”可見，當時已有人認識到雷電是同一自然現象的不同表現。《南齊書》中有對雷擊的詳細記述剎上四破，電火燒塔下佛面，而窗戶不異也。”即強大的放電電流通過佛面的金屬膜，全屬被融化。而窗戶為木制，仍保持原樣。宋代沈括也描寫過雷電的自然效應。中國古代對雷電現象有很豐富的記載，盡管都偏重于觀察、說明和解釋現象，在用實驗來證明自己的看法方面無杰出建樹。但是，這些思想中的反迷信因素和科學成分對后世產生了深刻的影響。

18世紀，在西方，人們對靜電現象的研究已從定性觀察向定量計算方面發展。先后有人發明了摩擦起電機和貯存電荷的萊頓瓶。美國科學家富蘭克林用萊頓瓶做的xxx個重要工作，是發現了兩種不同符號的電荷，并xxx為“正電”和“負電”。他的另一個重要工作是統一了“天電”和“地電”。1749年，富蘭克林在大量實驗的基礎上證明了雷電和電火花具有同樣的特征:都是瞬時的。1752年5月，在法國巴黎近郊，德里巴爾德xxx個成功地完成了富蘭克林設計的實驗。在雷暴期間，電火花在鐵棒與接地導線尖端之間出現了，這一現象充分證明雷雨云帶電。不久之后這項實驗先后在法國、英國和比利時重復，都獲得了成功。1752年，富蘭克林做了一個風箏與雷電的實驗。他和他的兒子在一個風雨交加的夜晚，把一個裝著金屬桿的風箏放到了天空中，當他手中的風箏線傳來了一陣酥麻感的時候，富蘭克林發現他已經成功將云中的雷電引到了一個叫作萊頓瓶的裝置中，并發現雷電與摩擦產生的靜電有同樣的性質。1752年10月，他發表了實驗結果，非常明確地指出“雷就是電”。

雷電除偶爾出現在雪暴(一種大風雪的天氣現象)、沙暴(大風吹得黃沙蔽日的天氣現象)和火山爆發等特殊條件下外，最經常的是出現在夏季的雷暴天氣中。這時巨大的云體內電光閃閃，雷聲隆隆，并時常伴隨大風大雨，甚至夾雜著冰雹。這種產生雷電的巨大云體，我們稱之為雷雨云;而這種電閃雷鳴、風雨交加的天氣就是雷暴或雷雨。雷暴的發展有三個重要條件:非常濕潤的空氣，不穩定的大氣垂直分布狀態以及近地面空氣易于產生上升運動。炎熱的夏季，蔚藍的天空中常常點綴著朵朵饅頭狀的白云，氣象上叫做淡積云。當存在上述條件時，淡積云會逐漸變高變大，在云頂可以看到不斷翻滾的云泡，好像熱鍋里沸騰的開水，遠遠看去外形很像花椰菜,這就是濃積云。濃積云再進一步發展就成為積雨云。

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20千米，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附、水滴的破碎和空氣對流等過程，使云中產生電荷。云中電荷的分布比較復雜。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。電位差達到一定程度，就會放電，這就是我們常見的雷電現象。雷電的平均電流是3萬安培，xxx電流可達30萬安培。雷電的電壓很高，約為1億—10億伏特。一個中等強度雷暴的功率可達1000萬瓦，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，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電閃雷鳴。

據統計，地球上平均每天大約發生800萬次雷電。中國省會城市中有21個城市年平均雷暴日數在50天以上，最多的達134天。

雷電發生的時間和地點是隨機的和不可控，其次雷電強度也具有偶然性和單一性。在雷電產生的過程中，雷電通道周圍的空氣會產生熱量，在不到1秒的時間內溫度會升高至33000℃。在這般高溫下，空氣會產生爆炸性的膨脹并發出隆隆巨響，這也就是我們熟知的雷聲了。因為光的傳播速度是每秒30萬千米，聲音的傳播速度是每秒340米左右，所以我們總是先看到雷電再聽到雷聲，而且我們可以通過看到雷電和聽到雷聲之間的時間間隔，來計算雷電離我們有多遠。假如我們在看到雷電后的5秒鐘聽到雷聲，那這個雷電與我們的距離就是聲音走了5秒鐘的距離，也就是大約1700米。

雷電現象

雷電也有各種種類，最常見的是枝狀雷電和片狀雷電。

枝狀雷電有耀眼的光芒以及很細的光線，整個雷電就像枝杈縱橫的樹枝一般，橫向或縱向伸展著。這種雷電一般都是云與地面的較量（有時也出現在云與云之間），蘊含著極強的電流，會損傷樹木、人體，要是它落到建筑物上還會損毀建筑物。

枝狀雷電

片狀雷電看上去就像是藏在云彩中的閃光。這種雷電發生的時候，大片的云朵會被照亮。片狀雷電經常是在雷電的強度逐漸減弱，降水趨于停止時出現，多數都是云朵之間的放電現象。

片狀雷電

除了這兩種，還有一種很罕見的球狀閃電。這種雷電像一個火球一樣，大小差別很大，有的直徑十幾厘米，有的卻有幾十米寬。球狀雷電被稱為“雷電中的幽靈”，它有時在空中慢慢游蕩，有時候又靜止在空中；它有時發出白光，有時又發出粉紅色的光；有時它可以從窗戶、門縫鉆進屋內，在房子里轉一圈后又溜走；有時它會發出“咝咝”的聲音，然后一聲悶響便消失不見，有時它又會發出微弱的噼啪聲，然后不知不覺地消失。

球狀閃電

全球每年因雷電導致的火災、爆炸等事故頻繁發生，因雷擊干擾而導致的電力系統、通信系統、雷達天線等故障或失效的情況也屢見不鮮。計算機網絡乃至每個家庭的家用電器都有可能遭受雷電的威脅。雷電中蘊藏著巨大的能量，因此它們也具有非常強大的破壞力。要是雷電落在森林中，它能夠將樹木點燃，引發森林大火。要是發生在城市中，雷電可能會損害供電線路，造成大范圍停電。要是雷電擊中人體，人體水分會瞬間蒸發，也就是說人體會被燒焦。就算沒有直接擊中人體，只是擊中人體周圍或是身體上的金屬物，雷電強大的電流也會讓人心臟驟停，造成人員傷亡。據統計，中國每年因為雷電造成的人員傷亡數量達幾千人。

在農村地區受到雷電災害影響而造成的人員傷亡以及經濟損失問題，遠遠高出城市，以中國國浙江建德農村地區的情況為例，其受到雷電災害的影響較為頻繁，其主要災害表現為直接雷擊或者旁側雷擊等，而使農村地區出現傷亡人員，尤其是隨著時代的發展，各樣電器設備的使用，農民對于電器了解過少，以至于受雷電災害原因而造成的傷害也逐漸增加。

全球每年死于雷電的民眾數以千計，牲畜不計其數。雷電襲擊建筑物和公共設施的報道更是屢見不鮮。全球每年由雷電造成的經濟損失是一個巨大的天文數字。僅在美國，平均一年中就有100人死于雷電，受傷者更多達數百人，財產損失達數百萬美元。

雷電產生的靜電場突變和電磁輻射，會干擾電視電話通訊，甚至使通訊暫時中斷。鐵路上的自動信號裝置、導彈的遙控設備等，都會因雷電的靜電場和輻射場的影響而完全失靈。尤其可怕的是，雷電對航空航天和軍事的影響。飛行離不開氣象條件做保障。飛機穿越雷雨區一般是很危險的。即使是一般的降水，也有可能遭雷擊。

因雷電天氣造成光伏電站受損的情況有以下幾種：充電系統繼續充電，放電系統卻不能正常放電，使得蓄電池充電一直維持，充電過飽會導致蓄電池使用壽命縮短、容量下降，重則會引發爆炸，造成光伏電站受損和人員傷亡；充電系統持續放電，充電系統充電異常，不利于蓄電池儲存電能，太陽光下的設備可以持續運行，光線不強或沒有太陽光時，將會導致設備工作異常。

“雷電”自然現象

雷電會制造氮肥，會給低層大氣增加微量臭氧，起到消毒殺菌、凈化空氣的作用。雷電發生時，強大的電位差會增強植物的光合作用和呼吸作用，促進農作物縮短生育期、提高產量。雷電還有巨大的能量，但人類目前還無法對它的能量加以利用。

雷電是一種無污染的能源。雷電一次放電能達1億~10億焦耳。利用這種巨大的沖擊力，可以夯實松軟的基地，從而為建筑工程節省大量的能源。根據高頻感應加熱原理，利用雷電產生的高溫，可使巖石內的水分膨脹，達到破碎巖石、開采礦石之目的。

雷電能治病。每場雷雨過后，空氣中的氣體分子在雷電場的作用下，會分離出帶負電的負氧離子。研究人員測試表明，雷雨過后，每立方厘米空氣中的負氧離子可達1萬余個，而晴天里的鬧市區，負氧離子僅幾十個。實驗表明，被稱作“空氣的維生素”的負氧離子，對人體健康很有利。醫療專家模擬雷雨的神奇作用，將負氧離子人病房，結果發現，當室內空氣中的負氧離子與正離子的比例調控在9:1之時，對氣喘、燒傷、潰瘍以及其他外傷的治療有促進作用:可使居室內細菌、病毒減少:同時對過敏性鼻炎、神經性皮炎、關節疼痛等病癥均有一定的療效。

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、樹木等。

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。

中國許多文物古跡也都有了更為安全有效的防雷措施。如北京故宮博物院從1955年起大部分建筑物安裝上了避雷針與避雷帶；八達嶺長城保護段2014年“種上”了12棵仿真樹避雷針，用以保護游客在長城上免受雷擊。中國已發布實施國家標準《雷電災害應急處置規范》、氣象行業標準《防雷安全標志》等，除了各具特色的防雷措施、雷電監測、檢測手段外，科研人員還在可控的前提下，主動去捕捉雷電。如中國氣象局雷電野外科學試驗基地持續多年開展人工引雷試驗，以研究雷電發生發展的物理過程和雷電放電的電磁效應。同時，該基地還與南方電網、南京信息工程大學等多家單位合作開展雷電物理、雷電探測和雷電防護等方面的觀測試驗與研究。

首先在雷雨天，我們要盡量避免外出，待在安全的室內，并且遠離窗戶、陽臺這樣靠近戶外的位置，xxx還能關閉家中電器的電源、拔掉插頭，防止雷電沿著電線進入家中。其次，如果你剛好身處戶外，發生雷電時要立即俯下身體，降低自身的高度。或者更保險的是，盡快躲避到建筑物或汽車內。無論如何，記住千萬不要躲避到樹下或廣告牌、電線桿等容易導電的高大物體周圍。最后，雷雨天在戶外不要使用手機、收音機等會引來雷電的電子設備。

當發生雷擊后，應立即將被雷擊者送往醫院。如果當時被雷擊者的呼吸、心跳已經停止，搶救者應立即就地做口對口人工呼吸和胸外心臟按摩，積極進行現場搶救。此時，千萬不可因要把被雷擊者急著送去醫院而不作搶救，由此會貽誤搶救時機而致患者死亡。在送往醫院的途中，仍應繼續進行人工呼吸和胸外心臟按摩，直至患者呼吸、心跳恢復。此外，要注意給病人保溫。若患者有狂躁不安、痙攣抽搐等癥狀，搶救者要為其作頭部冷敷。對患者有電灼傷的部位，在急救條件下，只需保持其干燥或包扎即可。

2022年5月28日，四川甘孜州石渠縣7名正在采挖蟲草的村民被雷電擊中身亡。諸如此類因雷電傷亡的消息讓人痛心、惋惜，我們只有明白他們遭遇雷擊的真正原因，才能防患于未然。總體來講，關鍵是防雷措施不到位、避雷方法不得當。

有一位俄國物理學家利赫曼在得知了富蘭克林的理論后，與同為科學家的好友羅蒙諾索夫在家里制作了一人可以將雷電引進實驗室的設備。但當1753年7月26日，雷電真的被引進實驗室時，利赫曼卻不值受雷擊身亡。

2007年6月下旬，中國皖南某地遭遇雷擊，“嘩啦”一聲巨響，幾個生產隊的家用電器全部被燒毀，彩電、冰箱、空調無一幸免。雷電傷人的事也時有所聞，不僅在室外作業的人容易遭雷擊，就是呆在家里也難確保無虞。不時有這樣的報道:一名婦女在洗澡時不幸被雷擊中，死于浴室內;一名學生在燈下讀書時被雷擊中，不治身亡。

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