雷電災難就是指由于雷電而引起的火災，大面積停電等災禍。

 【雷電是什么】

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(xiàn)象。雷電一般產(chǎn)生于對流發(fā)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(chǎn)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(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。

【雷云的形成】

產(chǎn)生雷電的條件是雷雨云中有積累并形成極性?？茖W家們對雷雨云的帶電機制及電荷有規(guī)律分布，進行了大量的觀測和試驗，積累了許多資料，并提出各種各樣的解釋，有些論點至今還有爭論。

1. 對流云初始階段的“離子流”假說。

大氣中存在這大量的正離子和負離子，在云中的雨滴上，電荷分布是不均勻的，最外邊的分子帶負電，里層的帶正電，內(nèi)層比外層的電勢差約高0.25V。為了平衡這個電勢差，水滴就必須優(yōu)先吸收大氣中的負離子，這就使水滴逐漸帶上了負電荷。當對流發(fā)展開始時，較輕的正離子逐漸的被上升的氣流帶到云的上部;而帶負電的云滴因為比較重，就留在了下部，造成了正負電荷的分離。

2. 冷云的電荷積累

當對流發(fā)展到一定階段，云體伸入0℃層以上的高度后，云中就有了過冷水滴、霰粒和冰晶等。這種由不同相態(tài)的水汽凝結物組成且溫度低于0℃的云，叫冷云。冷云的電荷形成和積累過程有如下幾種：

① 過冷水滴在霰粒上撞凍起電

在云層重有許多水滴在溫度低于0℃時也不會凍結，這種水滴叫過冷水滴。過冷水滴是不穩(wěn)定的，只要它們被輕輕地震動一下，就馬上凍結稱冰粒。當過冷水滴與霰粒碰撞時，會立即凍結，這叫撞凍。當發(fā)生撞凍時，過冷水滴外部立即凍成冰殼，但它的內(nèi)部仍暫時保持著液態(tài)，并且由于外部凍結放的潛熱傳到內(nèi)部，其內(nèi)部液態(tài)過冷水的溫度比外面的冰殼高。溫度的差異使得凍結的過冷水滴外部帶上正電，內(nèi)部帶上負電。當內(nèi)部也發(fā)生凍結時，云滴就膨脹分裂，外表皮破裂成許多帶正電的冰屑，隨氣流飛到云層上部，帶負電的凍滴核心部分則附在較重的霰粒上，使霰粒帶負電并留在云層的中下部。

② 冰晶與霰粒的摩擦碰撞起電

霰粒是由凍結水滴組成的，成白色或乳白色，結構比較松脆。由于經(jīng)常有冷水滴與它撞凍并釋放潛熱，它的溫度一般比冰晶高。在冰晶中含有一定量的自由離子(OH-和H+)，離子數(shù)隨溫度升高而增多。由于霰粒與冰晶接觸部分存在著溫度差，高溫端的自由離子必然要多于低溫端，因而離子必然從高溫端向低溫端遷移。離子遷移時，帶正電的氫離子速度較快，而帶負電的較重的氫氧根離子則較慢。因此，在一定時間內(nèi)就出現(xiàn)了冷端氫離子過剩的現(xiàn)象，造成了高溫端為負，低溫端為正的電極化。當冰晶與霰粒接觸后，又分離時，溫度較高的霰粒就帶上了負電，而溫度較低的冰晶就帶上了正電。在重力和上升氣流的作用下，較輕的帶正電的冰晶集中到云的上部，較重的帶負電的霰粒則停留在云層的下部，因而造成了冷云的上部帶正電而下部帶負電。

③ 水滴因含有稀薄鹽分而起電

出了上述冷云的兩種起電機制外，還有人提出了由于大氣中水滴含有稀薄鹽分而產(chǎn)生起電機制。當云滴凍結時，冰的晶格中可以容納負的氯離子，卻排斥正的鈉離子。因此，水滴凍結的部分帶負電，而未凍結的部分帶正電(水滴凍結時是從里向外進行的)。由于水滴凍結而成的霰粒在下落的過程中，摔掉表面還未來得及凍結的水分，形成許多帶正電的小云滴，而凍結的核心部分則帶負電。由于重力和氣流的分選作用，電正點的小滴被帶到云的上部，而帶負電的霰粒則停留在云的中、下部。

3. 暖云的電荷積累

在熱帶地區(qū)，有一些云整個云體都位于0℃以上區(qū)域。因而只含有水滴而沒有固態(tài)水粒子。這種云叫暖云或水云。暖云也會出現(xiàn)雷電現(xiàn)象。在中緯度地區(qū)的雷暴云，云體位于0℃等溫線一下的部分，就是云的暖區(qū)。在云的暖區(qū)里也有起電過程發(fā)生。

在雷雨云的發(fā)展過程中，上數(shù)機制在不同的發(fā)展階段分別起作用。但是，最主要的帶電機制還是由于水滴凍結造成的。大量觀測事實表明，只有當云頂呈現(xiàn)纖維狀，絲縷結構時，云彩發(fā)展成為雷雨云。飛機觀測發(fā)現(xiàn)，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒為主的大量云粒子，而且大量電荷的積累即雷雨云迅猛帶電機制，必須依靠霰粒生長過程的碰撞、撞凍和摩擦等才能發(fā)生。

【閃電是什么】

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。

【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(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。

【襲擊的時間】

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。

【雷電發(fā)生的頻率與特性】

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!

【相關案例】

1975年襲擊津巴布韋鄉(xiāng)村烏姆塔里附近一幢小屋的雷暴，導致當時死了21個人。

【雷電的危害】

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。

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(qū)，東莞、深圳、惠州一帶的雷電自然災害已經(jīng)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(qū)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(jīng)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(jīng)濟虧損，也是一大嚴重的自然災害多發(fā)區(qū)域。多起雷電傷人事件在東莞地區(qū)每年都會發(fā)生，達到了全世界雷擊人事件最頻繁，最多的地區(qū)。在中國，乃至全世界的雷電受災重區(qū)之一。

【防雷擊須知】

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(nèi)，所以應嚴加防范。

一、雷擊易發(fā)生的部位

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(qū)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、預防雷電的方法

1.建筑物上裝設避雷裝置。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線。

7.雷雨天，在戶內(nèi)應離開照明線、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，亦應遠離其它金屬制物體，以免產(chǎn)生導電而被雷電擊中。

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，應立即關掉室內(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)生感應電而致意外。

當發(fā)生雷擊時，旅伴應立即將病人送往醫(yī)院。如果當時呼吸、心跳已經(jīng)停止，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(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，它們的金屬構架或避雷裝置或金屬本身會將閃電電流導入地下。