雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性。
根据不同的地形及气象条件,雷电一般可分为热雷电、锋雷电(热锋雷电与冷锋雷电)、地形雷电3大类。
大气中的水蒸气是雷云形成的内因;雷云的形成也与自然界的地形以及气象条件有关。
热雷电是夏天经常在午后发生的一种雷电,经常伴有暴雨或冰雹。热雷电形成很快、持续时间不长,1~2小时;雷区长度不超过200~300km,宽度不超过几十千米。热雷电形成必须具备以下条件。
空气非常潮湿,空气中的水蒸气已近饱和,这是形成热雷电的必要因素。
晴朗的夏天、烈日当头,地面受到持久暴晒,靠近地面的潮湿空气的温度迅速提高,人们感到闷热,这是形成热雷电的必要条件。
无风或小风,造成空气湿度和温度不均匀。无风或小风的原因可能是这里气流变化不大,也可能是地形的缘故(如山中盆地)。
雷电是因为夏季地面高,水分蒸发产生强烈的向上的含有大量蒸气的气流,这个气流使云中的冰晶产生碰撞和复杂的运动而形成的。
当温度不同的冰晶相互碰撞时,温度高的得到电子因而带有负电,温度低的冰晶失去电子带有正电。在运动中,某一区域的带电冰晶电荷量的代数和不为零时,就产生了畸变电场,这个畸变电场的强度大于空气击穿阈值时,就将空气击穿。根据高电压大电压空气击穿的理论,大间隙的空气击穿后,形成等离体和正电荷团,两者的结合称为向下先导。
向下先导继续对空气进行电离的过程中,当地面有感应物体感应出负电荷时,正负电荷相吸引,向下先导中的正电荷团不断向地面的感应物体靠近,继而地面感应物体也越来越强,也会产生等离子体和正电荷团的向上先导,当两个先导的正电荷团的电位差大到可以击穿两者之间的空气间隙时,就发生了雷电,就听到雷声和看到闪电。
空气击穿后,两个正电荷团由于没有了电离的空气,电离就不能自持了,正电荷团就和周围的电子复合,从而发出光和热,这样就产生了雷声和闪电。
拓展资料:
雷电是大气中的一种自然放电现象,它的产生包含了气象学和电学的许多道理。
约在2000年前,我国东汉时期唯物主义哲学家王充就对雷电做出了科学解释。在其著作《论衡》一书中说:“夫雷,火也”、“非天怒也”。用现在的话说,就是打雷是弧光(火)放电,不是什么上天在发怒。在该书中,他进一步阐述了雷的成因:“雷者,太阳之激气也,何以明之?正阳动,故正月始雷,五月阳盛,故五月雷迅,秋冬阳衰,故秋冬雷潜。”
雷是由于太阳照射加热激动空气而产生,并且因加热的强弱程度不同,雷的产生随季节也不同:正月太阳回暖,开始打雷,这就是我们常说的春雷;五月(阴历)阳光最炽热,雷势频繁迅猛,这就是暑夏雷雨季节;在秋末至隆冬,阳光渐弱,雷也就趋于消失。
雷电是大气中的放电现象,多形成在积雨云中,积雨云随着温度和气流的变化会不停地运动,运动中摩擦生电,就形成了带电荷的云层,某些云层带有正电荷,另一些云层带有负电荷。另外,由于静电感应常使云层下面的建筑物、树木等带有异性电荷。随着电荷的积累,雷云的电压逐渐升高,当带有不同电荷的雷云与大地凸出物相互接近到一定程度时,其间的电场超过25~30kv/cm,将发生激烈的放电,同时出现强烈的闪光。由于放电时温度高达2000℃,空气受热急剧膨胀,随之发生爆炸的轰鸣声,这就是闪电与雷鸣。 雷电的大小和多少以及活动情况,与各个地区的地形、气象条件及所处的纬度有关。一般山地雷电比平原多,建筑越高,遭雷击的机会越多。 雷电的种类及其危害 雷击有极大的破坏力,其破坏作用是综合的,包括电性质、热性质和机械性质的破坏。根据雷电产生和危害特点的不同,雷电可分为以下四种: 1.直击雷 直击雷是云层与地面凸出物之间放电形成的。直击雷可在瞬间击伤击毙人畜。巨大的雷电流流入地下,令在雷击点及其连接的金属部分产生极高的对地电压,可能直接导致接触电压或跨步电压的触电事故。 2.球形雷 球形雷是一种球形,发红光或极亮白光的火球。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内,极其危险。 3.雷电感应 雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。静电感应是由于雷云接近地面,在地面凸出物顶部感应出大量异性电荷所致。在雷云与其他部位放电后,凸出物顶部的电荷失去束缚,以雷电波形式,沿突出物极快地传播。电磁感应是由于雷击后,巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场所致。这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压,造成对人体的二次放电,从而损坏电气设备。 4.雷电侵入波 雷电冲击波是由于雷击而在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播的雷电波。雷电侵入波可毁坏电气设备的绝缘,使高压窜人低压,造成严重的触电事故。 建筑物防雷措施 1.防直击雷 防直击雷的主要措施是在建筑物上安装避雷针、避雷网、避雷带。在高压输电线路上方安装避雷线。一套完整的防雷装置包括接闪器、引下线和接地装置。 接闪器是利用其高出被保护物的突出地位,把雷电引向自身,然后通过引下线和接地装置把雷电流泄入大地,以此保护被保护物免遭雷击。 防雷接地装置与一般接地装置的要求大体相同,在用建筑防直击雷的接地装置电阻不得大于10~30Ω。 2.防雷电感应 为了防止静电感应产生的高压,应将建筑物的镏金属设备、金属管道、结构钢筋等予以接地。 3.防雷电侵入波 为了防止雷电侵入波沿低电压线路进入室内,低压线路最好采用地下电缆供电,并将电缆的金属外皮接地。 人身如何防雷击 雷击虽然是不可避免的自然灾害。但采取与不采取措施以及措施科学与否,其后果大不相同。如广西某地农民正在田间收花生,突然雷雨交加,几个男同志跑到附近岩洞中躲雨安然元恙,而7个妇女利用塑料薄膜搭起帐蓬避雨。结果全被雷击中,其中6人当场死亡。 预防雷击的措施如下: 1.室内预防雷击 (1)电视机的室外无线在雷雨天要与电视机脱离,而与接地线连接。 (2)雷雨天气应关好门窗,防止球形雷窜入室内造成危害。 (3)雷暴时,人体最好离开可能传来雷电侵入波的线路和设备1.5m以上。也就是说,尽量暂时不用电器,最好拔掉电源插头;不要打电话;不要靠近室内的金属设备如暖气片、自来水管、下水管;要尽量离开电源线、电话线、广播线,以防止这些线路和设备对人体的二次放电。另外,不要穿潮湿的衣服,不要靠近潮湿的墙壁。 2.室外如何避免雷击 (1)为了防止反击事故和跨步电压伤人,要远离建筑物的避雷针及其接地引下线。 (2)要远离各种天线、电线杆、高塔。烟囱、旗杆,如有条件应进入有宽大金属构架、有防雷设施的建筑物或金属壳的汽车和船只,但是帆布蓬车和拖拉机、摩托车等在雷电发生时是比较危险的,应尽快离开。 (3〕应尽量离开山丘、海滨、河边、池旁;应尽快离开铁丝网、金属晒衣绳。孤独的树木和没有防雷装置的孤立的小建筑等。 (4)雷雨天气尽量不要在旷野里行走。如果有急事需要赶路时,要穿塑料等不侵水的雨衣;要走的慢些,步子小点;不要骑在牲畜上或自行车上行走;不要用金属杆的雨伞,不要把带有金属杆的工具如铁锹、锄头扛在肩上。人在遭受雷击前,会突然有头发竖起或皮肤颤动的感觉,这时应立刻躺倒在地,或选择低洼处蹲下,双脚并拢,双臂抱膝,头部下俯,尽量缩小暴露面即可。 怎样抢救被雷击伤的人 受雷击被烧伤或严重休克的人,身体并不带电。应马上让其躺下,扑灭身上的火,并对他进行抢救。若伤者虽失去意识,但仍有呼吸和心跳,则自行恢复的可能性很大,应让伤者舒适平卧.安静休息后,再送医院治疗。若伤者已停止呼吸或心脏跳动,应迅速对其进行口对口人工呼吸和心脏按摩,注意在送往医院的途中也不要中止心肺复苏的急救。
【雷电是什么?】
雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷。积雨云顶部一般较高,可达20公里,云的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。因此,云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后,就会产生放电,这就是我们常见的闪电现象。闪电的的平均电流是3万安培,最大电流可达30万安培。闪电的电压很高,约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦,相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中,由于闪道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。 带有电荷的雷云与地面的突起物接近时,它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。
【闪电是什么?】
暴风云通常产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动。阳电荷和阴电荷彼此相吸,但空气却不是良好的传导体。阳电奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图和带有阴电的云层相遇;阴电荷枝状的触角则向下伸展,越向下伸越接近地面。最后阴阳电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去,产生出一道明亮夺目的闪光。一道闪电的长度可能只有数百千米,但最长可达数千米。
闪电的温度,从摄氏一万七千度至二万八千度不等,也就是等于太阳表面温度的3~5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀。空气移动迅速,因此形成波浪并发出声音。闪电距离近,听到的就是尖锐的爆裂声;如果距离远,听到的则是隆隆声。你在看见闪电之后可以开动秒表,听到雷声后即把它按停,然后以3来除所得的秒数,即可大致知道闪电离你有几千米。
【闪电的类型】
曲折开叉的普通闪电称为枝状闪电。枝状闪电的通道如被风吹向两边,以致看来有几条平行的闪电时,则称为带状闪电。闪电的两枝如果看来同时到达地面,则称为叉状闪电。
闪电在云中阴阳电荷之间闪烁,而使全地区的天空一片光亮时,那便称为片状闪电。
未达到地面的闪电,也就是同一云层之中或两个云层之间的闪电,称为云间闪电。有时候这种横行的闪电会行走一段距离,在风暴的许多公里外降落地面,这就叫做“晴天霹雳”。
闪电的电力作用有时会在又高又尖的物体周围形成一道光环似的红光。通常在暴风雨中的海上,船只的桅杆周围可以看见一道火红的光,人们便借用海员守护神的名字,把这种闪电称为“圣艾尔摩之火”。
超级闪电指的是那些威力比普通闪电大100多倍的稀有闪电。普通闪电产生的电力约为10亿瓦特,而超级闪电产生的电力则至少有1000亿瓦特,甚至可能达到万亿至100000亿瓦特。
纽芬兰的钟岛在1978年显然曾受到一次超级闪电的袭击,连13公里以外的房屋也被震得格格响,整个乡村的门窗都喷出蓝色火焰。
【袭击的时间】
就在你阅读这篇文章的时候,世界各地大约正有1800个雷电交作在进行中。它们每秒钟约发出600次闪电,其中有100次袭击地球。
闪电可将空气中的一部分氮变成氮化合物,借雨水冲下地面。一年当中,地球上每一公顷土地都可获得几公斤这种从高空来的免费肥料。
乌干达首都坎帕拉和印尼的爪哇岛,是最易受到闪电袭击的地方。据统计,爪哇岛有一年竟有300天发生闪电。而历史上最猛烈的闪电,则是1975年袭击津巴布韦乡村乌姆塔里附近一幢小屋的那一次,当时死了21个人。
【雷电的危害】
闪电的受害者有2/3以上是在户外受到袭击。他们每3个人中有两个幸存。在闪电击死的人中,85%是男性,年龄大都在10岁至35岁之间。死者以在树下避雷雨的最多。
苏利文也许是遭闪电袭击的冠军。他是退休的森林管理员,曾被闪电击中7次。闪电曾经烫焦他的眉毛,烧着他的头发,灼伤他的肩膀,扯走他的鞋子,甚至把他抛到汽车外面。他轻描淡写地说:“闪电总是有办法找到我。”
雷电对人体的伤害,有电流的直接作用和超压或动力作用,以及高温作用。当人遭受雷电击的一瞬间,电流迅速通过人体,重者可导致心跳、呼吸停止,脑组织缺氧而死亡。另外,雷击时产生的是火花,也会造成不同程度的皮肤烧灼伤。雷电击伤,亦可使人体出现树枝状雷击纹,表皮剥脱,皮内出血,也能造成耳鼓膜或内脏破裂等。
【防雷击须知】
雷电发生时产生的雷电流是主要的破坏源,其危害有直接雷击、感应雷击和由架空线引导的侵入雷。如各种照明、电讯等设施使用的架空线都可能把雷电引入室内,所以应严加防范。
一、雷击易发生的部位
1.缺少避雷设备或避雷设备不合格的高大建筑物、储罐等;
2.没有良好接地的金属屋顶;
3.潮湿或空旷地区的建筑物、树本等;
4.由于烟气的导电性,烟囱特别易遭雷击;
5.建筑物上有无线电而又没有避雷器和没有良好接地的地方。
二、预防雷电的方法
1.建筑物上装设避雷装置。即利用避雷装置将雷电流引入大地而消失。
2.在雷雨时,人不要靠近高压变电室、高压电线和孤立的高楼、烟囱、电杆、大树、旗杆等,更不要站在空旷的高地上或在大树下躲雨。
3.不能用有金属立柱的雨伞。在郊区或露天操作时,不要使用金属工具,如铁撬棒等。
4.不要穿潮湿的衣服靠近或站在露天金属商品的货垛上。
5.雷雨天气时在高山顶上不要开手机,更不要打手机。
6.雷雨天不要触摸和接近避雷装置的接地导线。
7.雷雨天,在户内应离开照明线、电话线、电视线等线路,以防雷电侵人被其伤害。
8.在打雷下雨时,严禁在山顶或者高丘地带停留,更要切忌继续蹬往高处观赏雨景,不能在大树下、电线杆附近躲避,也不要行走或站立在空旷的田野里,应尽快躲在低洼处,或尽可能找房层或干燥的洞穴躲避。
9.雷雨天气时,不要用金属柄雨伞,摘下金属架眼镜、手表、裤带,若是骑车旅游要尽快离开自行车,亦应远离其它金属制物体,以免产生导电而被雷电击中。
10.在雷雨天气,不要去江、河、湖边游泳、划船、垂钓等。
11.在电闪雷鸣、风雨交加之时,若旅游者在旅店休息,应立即关掉室内的电视机、收录机、音响、空调机等电器,以避免产生导电。打雷时,在房间的正中央较为安全,切忌停留在电灯正下面,忌依靠在柱子、墙壁边、门窗边,以避免在打雷时产生感应电而致意外。
当发生雷击时,旅伴应立即将病人送往医院。如果当时呼吸、心跳已经停止,应立即就地做口对口人工呼吸和胸外心脏按摩,积极进行现场抢救。千万不可因急着运送去医院而不作抢救,否则会贻误病机而致病 死亡。有时候,还应在送往医院的途中继续进行人工呼吸和胸外心脏按摩。此外,要注意给病人保温。若有狂躁不安、痉挛抽搐等精神神志症状时,还要为其作头部冷敷。对电灼伤的局部,在急救条件下,只需保持干燥或包扎即可。
雷雨天气发生时,即使在安装了避雷针的情况下,也应该迅速拔掉室内电视、电冰箱以及天线电源的插头,防止空间电磁波干扰造成不必要的损失。此外,从电闪雷鸣的形成和发生过程来看,空旷场地上、建筑物顶上、高大树木下、靠近河湖池沼以及潮湿地区是雷击事故多发区。
全国建筑物电气装置标准化技术委员会委员王宏民:在室外,要考虑到雷电活动区域,看雷电活动远近,一般是听雷声就能判断出远近,不要躲到避雷针和大树下面。在空旷的地方不要打雨伞,因为雨伞有针尖,电场强度要集中些。不要在空旷地方打手机。要蹲下来,两脚并拢。
专家最后强调,如遇雷雨天气,市民最好躲入一栋装有金属门窗或设有避雷针的建筑物内。一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”,一旦这些建筑物或汽车被雷击中,它们的金属构架或避雷装置或金属本身会将闪电电流导入地下。
【雷电统计的概念】
雷电次数——当雷暴进行时,隆隆的雷声持续不断,若其间雷声的时间间隔小于15分钟时,不论雷声断续传播的时间有多长,均算作是一次雷暴;若其间雷声的停息时间在15分钟以上时,就把前后分作是两次雷暴。
雷电小时——就是说在该天文小时内发生过雷暴,更通俗些说是在这个时间里曾听到过雷声而不论雷暴持续时间的长短如何。某一地区的"年雷电小时数"也就是说该地区一年中有多少个天文小时发生过雷暴,而不管在某一小时内雷暴是足足继续了一小时之久,还是只延续了数分钟。
雷暴日数——也叫做雷电日数。这是我们所最熟悉的。只要在这一天内曾经发生过雷暴,听到过雷声,而不论雷暴延续了多长时间,都算作一个雷电日。"年雷电日数"等于全年雷电日数的总和。
雷暴月数——也叫做雷电月数,即指在这一个月内曾发生过雷暴。"年雷暴月数"也就是指一年中有多少个月发生过雷暴。
雷电的形成: 雷电是发生在天空中的大规模的放电现象。天空中的云是带电的,有的带正电,有的带负电,当两块带不同种电的云相互接近时,就会发生大规模的放电现象。放电时出现的电火花就是闪电,发出的声音就是雷声。 (小学自然知识)
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