1.关于雷电的知识
1、雷电对生活的影响:(1)雷电在人类演化中的作用:雷电促成有机物质的合成可能在地球生命起源中占有一定的地位,以及雷电引起的森林火灾可能启发了远古人类对火发现和利用;(2)雷电威胁影响人类的活动:常使航空、通信、计算机系统、电力、建筑等许多部门遭受破坏,一直引起人们对于雷电活动及其防护问题的关注。
(3)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。
2、哪些地方容易遭雷击 (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。3.如何预防触电事故 (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。
不要穿潮湿的衣服靠近或站在露天金属商品的货垛上。雷雨天气时在高山顶上不要开手机,更不要打手机。
雷雨天不要触摸和接近避雷装置的接地导线。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。
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。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。
在雷雨天气,不要去江、河、湖边游泳、划船、垂钓等。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。雷雨天气发生时,即使在安装了的情况下,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。4.被雷击候如何自救 当发生雷击时,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。
5.雷电的产生和类型 产生:产生雷电的条件是雷雨云中有积累并形成极性。科学家们对雷雨云的带电机制及电荷有规律分布,进行了大量的观测和试验,积累了许多资料,并提出各种各样的解释,有些论点至今还有争论。
(1) 对流云初始阶段的“离子流”假说。 大气中存在这大量的正离子和负离子,在云中的雨滴上,电荷分布是不均匀的,最外边的分子带负电,里层的带正电,内层比外层的电势差约高0.25V。
为了平衡这个电势差,水滴就必须优先吸收大气中的负离子,这就使水滴逐渐带上了负电荷。当对流发展开始时,较轻的正离子逐渐的被上升的气流带到云的上部;而带负电的云滴因为比较重,就留在了下部,造成了正负电荷的分离。
(2) 冷云的电荷积累 当对流发展到一定阶段,云体伸入0℃层以上的高度后,云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。这种由不同相态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云,叫冷云。
冷云的电荷形成和积累过程有如下几种: ① 过冷水滴在霰粒上撞冻起电 在云层重有许多水滴在温度低于0℃时也不会冻结,这种水滴叫过冷水滴。过冷水滴是不稳定的,只要它们被轻轻地震动一下,就马上冻结称冰粒。
当过冷水滴与霰粒碰撞时,会立即冻结,这叫撞冻。当发生撞冻时,过冷水滴外部立即冻成冰壳,但它的内部仍暂时保持着液态,并且由于外部冻结放的潜热传到内部,其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳高。
温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带上正电,内部带上负电。当内部也发生冻结时,云滴就膨胀分裂,外表皮破裂成许多带正电的冰屑,随气流飞到云层上部,带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上,使霰粒带负电并留在云层的中下部。
② 冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电 霰粒是由冻结水滴组成的,成白色或乳白色,结构比较松脆。由于经常有冷水滴与它撞冻并释。
2.关于雷电的知识
雷电是一种常见的大气放电现象。在夏天的午后或傍晚,地面的热空 气携带大量的水汽不断地上升到高空,形成大范围的积雨云,积雨云的不同部位聚集着大量的正电荷或负电荷,形成雷雨云,而地面因受到近地面雷雨云的电荷感应,也会带上与云底相反符号的电荷。当云层里的电荷越积越多,达到一定强度时,就会把空气击穿,打开一条狭窄的通道强行放电。当云层放电时,由于云中的电流很强,通道上的空气瞬间被烧得灼热,温度高达6000--20000℃,所以发出耀眼的强光,这就是闪电,而闪道上的高温会使空气急剧膨胀,同时也会使水滴汽化膨胀,从而产生冲击波,这种强烈的冲击波活动形成了雷声。
一次雷击或者一次云闪所释放出的能量大约在300千瓦以上,如果把这些能 量全部利用起来,可供一个普通家庭使用2个月以上。由于雷电释放的能量相当大,它所产生的强大电流、灼热的高温、猛烈的冲击波、剧变的静电场 和强烈的电磁辐射等物理效应给人们带来了多种危害。
3.关于雷电的知识有哪些
实际上,雷电就是巨大的电火花。
当闪电从地面急冲到云层或从云层急冲到地面时,是显而易见的,尽管它也可以在云层中或云层之间传递。构成风暴云层的气流,可在云层内分离出强电能。
正电流聚集在云层的下部,负电流聚集在云层的上部或地面上,就象电磁一样,正、负电相互吸引。 经不断传递,正、负电流相碰,形成巨大电火花,于是形成闪电。
由于光速比声速大约快100万倍,所以,在闪电与伴随的雷声之间,会有一定的时间差。你与风暴的距离,可通过数闪电与雷声出现的时间差的秒数,再除以5米计算,其得数就是你与风暴距离的英里数,即:你与风暴的距离(英里)=闪电与雷声出现的时间差(秒)/5(米)。
雷声是闪电成百万伏的电流碰击所造成的空气热膨胀爆炸而形成的。雷声本身无伤害作用。
在雷雨中遭雷击的可能性很小,不过,雷电交加现象不能完全准确预测,所以应小心防范,减少危险。闪电总是蜿蜓曲折沿着电阻最小的路径行进。
它在空中的路径完全取决于空中的电场和电荷分布,而通常只在离地面十几米至百米高度时,才受到地面状况的影响。 一般说来,地面导电性能好,有突出的高大物体等,都易遭受雷击。
例如导电性能好的金属矿物地质条件就比一般地质条件更易遭雷击,湿土的雷击机会就比干土、沙地和岩石地面要多,水面比旱地易遭雷击,高楼、烟囱这些突出建筑物就比平地易遭雷击,山地就比谷地易遭雷击。 毫无疑问,直接被雷电击中会受伤害,但有时,即使未被雷电直接击中,由于离雷击点很近而造成事故。
这是因为强大的雷电电流向地里泄放时,由于地电阻的存在,使近雷击点处的电压值要比远离雷击点处的电压值大得多。因此,人若两脚分开站立,一脚离雷击点近,另一脚离雷击点远,就产生一定的电位差,这就是常说的“跨步电压”。
一部分雷电电流由于“跨步电压”而流过人体,同样会造成伤害。地表面的导电性能越差,“跨步电压”越大。
4.如何教育幼儿注意雷雨天安全
3-6岁是幼儿身心健康发展的关键时期,同时也是养成良好行为习惯的奠基时期。
不少幼儿由于缺少雷雨天避雨的安全常识,遇到雷雨天时喜欢跑到附近的大树下面避雨,从而带来了安全问题。那么,呢? 一、讲清道理 幼儿家长应告诉幼儿:知道雷雨天避雨的常识,比如刮风、闪电、雷雨天尽量不要外出,关闭门窗,防止闪电穿堂入室,不靠近门窗、炉子、暖气炉等金属部位,不赤脚站在泥地或水泥地上,脚下最好垫不导电物品坐在木椅上,不在孤立的大树、高塔、高楼、电线杆下避雨,以防止雷电伤害。
二、情景判断 家长可以举例幼儿雷雨天避雨的情景,分别描述正面(安全)与反面(危险)的事例,鼓励孩子判断哪些小朋友做得对,哪些小朋友做得错,并讲明判断对错的理由。通过判断对错,让孩子明辨是非,知其然也知其所以然,理解深刻、记忆长久才能指导今后的行为,知错不犯错。
三、诵读儿歌 为了教育孩子注意雷雨天安全,家长可以引导孩子诵读儿歌,让孩子记忆深刻。儿歌语言简洁,意思明了,便于理解,易于记忆。
比如:刮风下雨不出去,门与窗户要紧闭。不靠近金属器具,穿胶布鞋坐木椅。
不赤脚站水泥地,户外树下不避雨。 为了教育孩子注意雷雨天安全,家长就要采取适宜的教育对策,给孩子讲解可能的危险,并告知孩子安全注意事项,让孩子树立必要的安全意识,时刻注意维护安全。
5.雷电的知识
雷击简介实际上,雷电就是巨大的电火花。
当闪电从地面急冲到云层或从云层急冲到地面时,是显而易见的,尽管它也可以在云层中或云层之间传递。构成风暴云层的气流,可在云层内分离出强电能。
正电流聚集在云层的下部,负电流聚集在云层的上部或地面上,就象电磁一样,正、负电相互吸引。经不断传递,正、负电流相碰,形成巨大电火花,于是形成闪电。
由于光速比声速大约快100万倍,所以,在闪电与伴随的雷声之间,会有一定的时间差。你与风暴的距离,可通过数闪电与雷声出现的时间差的秒数,再除以5米计算,其得数就是你与风暴距离的英里数,即:你与风暴的距离(英里)=闪电与雷声出现的时间差(秒)/5(米)。
雷声是闪电成百万伏的电流碰击所造成的空气热膨胀爆炸而形成的。雷声本身无伤害作用。
在雷雨中遭雷击的可能性很小,不过,雷电交加现象不能完全准确预测,所以应小心防范,减少危险。闪电总是蜿蜓曲折沿着电阻最小的路径行进。
它在空中的路径完全取决于空中的电场和电荷分布,而通常只在离地面十几米至百米高度时,才受到地面状况的影响。一般说来,地面导电性能好,有突出的高大物体等,都易遭受雷击。
例如导电性能好的金属矿物地质条件就比一般地质条件更易遭雷击,湿土的雷击机会就比干土、沙地和岩石地面要多,水面比旱地易遭雷击,高楼、烟囱这些突出建筑物就比平地易遭雷击,山地就比谷地易遭雷击。雷电伤人的四种方式雷电对人的伤害方式,归纳起来有四种形式,即:直接雷击、接触电压、旁侧闪击和跨步电压。
直接雷击:在雷电现象发生时,闪电直接袭击到人体,因为人是一个很好的导体,高达几万到十几万安培的雷电电流,由人的头顶部一直通过人体到两脚,流入到大地。人因此而遭到雷击,受到雷电的击伤,严重的甚至死亡。
接触电压:当雷电电流通过高大的物体,如高的建筑物、树木、金属构筑物等泄放下来时,强大的雷电电流,会在高大导体上产生高达几万到几十万伏的电压。人不小心触摸到这些物体时,受到这种触摸电压的袭击,发生触电事故。
旁侧闪击:当雷电击中一个物体时,强大的雷电电流,通过物体泄放到大地。一般情况下,电流是最容易通过电阻小的通道穿流的。
人体的电阻很小,如果人就在这雷击中的物体附近,雷电电流就会在人头顶高度附近,将空气击穿,再经过人体泄放下来。使人遭受袭击。
跨步电压:当雷电从云中泄放到大地时,就会产生一个电位场。电位的分布是越靠近地面雷击点的地方电位越高;远离雷击点的电位就低。
如果在雷击时,人的两脚站的地点电位不同,这种电位差在人的两脚间就产生电压,也就有电流通过人的下肢。两腿之间的距离越大,跨步电压也就越大。
针对上述四种雷电袭击人的方式,在各种不同的情况下,我们就应采取相应的措施进行预防。什么样的人容易遭雷击人遭闪电击中的几率最多也就是1∶60万。
闪电本身次数并不增多,一天是800万次。美国有人数过,根据保险公司统计,每年有600人左右遭雷击,现在已增至1500人。
有一些科学家将这归咎于男性的性激素——睾丸激素。因为遭雷击的86%都是男人。
他们强调一点:在一组人中,那些睾丸激素多的人遭雷击的几率大。遭受雷击的人为什么居然还能活命?应该说,几千万伏特的电荷和几十万安培的电流瞬间就能让人毙命,可有些人却活了下来。
有人认为闪电和裸露的电线不是一回事。有时闪电甚至都不会在身体上留下任何痕迹,但是穿透了内脏。
或者恰恰相反,只从外面一过,燎着了衣服,烧着了皮鞋。强大的电流有时是在几百万分之一秒的瞬间“击透”全身,所以未能总是烧成灰烬。
关键是要看体内器官和组织平均值为700欧姆的抵抗力,这个抵抗力越大,后果便越严重。人遭雷击时首先是作为体内电路的神经纤维“起火”,不过最多是其保护膜受损,这种保护膜就其实质很像电线中的绝缘体。
人遭雷击恢复常态后,甚至都没能感觉到有什么变化。有时得几个月后才有所感觉,到那时神经纤维开始“变短”,在一些不该有的地方有了接触。
安全守则总的原则:一是人体的位置尽量降低,以减少直接雷击的危险;二是人体与地面的接触部分如双脚要尽量靠近,与地面接触越小愈好,以减少“跨步电压”。1.在雷电交加时,感到皮肤刺痛或头发竖起,是雷电将至的先兆,应立即躲避。
躲避不及,要立即贴近地面。受到雷击的人可能被烧伤或严重休克,但身上并不带电,可以安全地加以处理。
2.如果身处树木、楼房等高大物体,就应该马上离开。如果来不及离开高大的物体,应该找些干燥的绝缘物放在地下,坐在上面,采用下蹲的避雷姿势,注意双脚并拢。
双手合拢切勿放在地面上。千万不可躺下,这时虽然高度降低了,却增大了“跨步电压”的危险。
水能导电,所以潮湿的物体并不绝缘。3.不要在山洞口、大石下或悬岩下躲避雷雨,因为这些地方会成为火花隙,电流从中通过时产生电弧可以伤人。
但深邃的山洞很安全,应尽量往里面走。尽量躲到山洞深处,你的两脚也要并拢,身体也不可接触洞壁,同时也要把身上的带金属的物件,如手表、戒指、耳环、项链等物品摘下来,。
6.雷电小常识
雷电 1、自然现象 【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。
7.关于雷电的知识
负地闪放电过程定义为将云内的负电荷输送到地面的放电过程。
一次始于云中的负地闪放电过程通常将几十库仑的负极性云电荷带到地面。按照国际惯例,一次完整的闪电过程定义为一次 “闪电(flash或 lightning flash)”,其持续时间为几百毫秒到1秒钟不等。
一次闪电包括一次或几次大电流脉冲过程,被称为“闪击(stroke)”,而其中最强的快变化部分叫“回击(return stroke)”。闪击之间的时间间隔一般为几十毫秒,对地闪电在人眼中所呈现的闪烁,便是由几次闪击所造成的。
下面将以负地闪过程为例来阐述地闪的发展过程。 大电流首次回击过程由从云到地的一系列间歇性突跳式行进的梯级先导(stepped leader)触发。
而梯级先导又由云中的预击穿过程(preliminary breakdown process)激发。尽管对于预击穿过程的位置和确切的形式还有一些分歧,但一般认为预击穿过程发生于云中的负电荷区和云下部的正电荷区之间。
预击穿过程是云电荷向地面输送的第一步,其持续时间从几毫秒到几百毫秒不等。光学观测表明,先导的一个梯级一般持续约1μs,其长度为几十米,梯级间的间歇时间为50μs左右。
梯级先导过程总体有向下运动的趋势,总持续时间一般为几十毫秒。一个发展充分的梯级先导在几十毫秒内向下输送大于10C以上的负极性云电荷。
平均的先导电流是300A。单个梯级有至少1kA的脉冲电流,与之相对应的电场和磁场也是脉冲形的,其脉冲宽度约为1微秒,上升时间小于0.1μs。
在梯级先导向地面传输的过程中,可能会发生分叉现象。 下行负先导(downward negative leader)的头部相对于地面的电位超过107V。
当先导头部接近地面时,地面的自然尖端或高大建筑物等突出物体上会自行超过空气的击穿电场,并在这些突出物体上诱发一个或几个上行的放电即上行先导(upward leader),由此产生所谓的连接过程(attachment process)。当一个或几个这样的上行先导在地面上方几十米的地方与下行先导相接时,先导头部的电位突然碰到很近于地电位的上行先导,这时首次回击过程便开始了。
地电位波(即回击)沿着已经电离的先导通道连续向上传播,在接近地面时,回击上行的速度大约为光速的三分之一,并随高度而衰减,从地面到通道顶部的时间一般是100μs。回击在地面附近产生峰值电流,约为30kA,这就是首次回击的大电流脉冲,它从0到峰值的上升时间约为几微秒。
从地面测量到的电流在50μs内下降到峰值的一半,几百安培的电流在几毫秒到几百毫秒内将持续沿着通道流动。回击能量的迅速释放将加热原先的先导通道,成为回击通道。
由观测及室内实验证明,回击通道的电流核心为一厘米左右。通道的温度在瞬间达到30000K,由此产生的高压使通道迅速扩张,并产生冲击波,最终变成雷声。
回击有效地将原来沉积在先导通道中的电荷以及在通道顶部的电荷输送到了地面,产生的随时间变化的电场变化可以从亚微秒量级到几毫秒。 首次回击电流停止后,放电过程如果停止,则称为单闪击闪电。
如果在较短的时间内通道顶部能重新聚集起足够的电荷,则可能发生以直窜先导(dart leader)或直窜??梯级先导(stepped-dart leader)引导的继后回击(subsequent return stroke)。直窜先导有可能沿着原来的梯级先导向下传播,传播速度为3*106m/s。
通常一次对地的放电过程中可包含一次或几次先导??回击过程,回击过程和之后的直窜先导之间在云内会发生电场变化缓慢的J过程或者连续电流(continuing current)过程。直窜先导向地面输送约1C的电荷,电流为1kA。
一些先导以直窜先导开始,在向地面传输的过程中可能会变成梯级先导,这种先导被称为直窜??梯级先导。与第一次的梯级先导回击相比,后来的直窜先导??回击一般没有分叉。
直窜先导的电场变化一般持续时间为1ms,其引导的继后回击电场变化与首次回击类似,一般认为比首次回击弱2倍左右。但近来越来越多的研究表明,至少在1/3的闪电中,有一次或一次以上的回击过程比首次回击强。
继后回击的电流从0到峰值的持续时间比首次回击短,但最大的电场变化率类似。 回击之间的时间间隔通常为几十毫秒,但是如果通道中在回击之后有连续电流流过的话,时间间隔可能会上升到1/10s。
连续电流大小一般为100A左右,是云中电荷直接向地面的转移。由连续电流产生的电场变化通常是缓慢的,持续时间为100ms,并将几十库仑的电荷输送到地面。
大约有1/4到1/2的地闪过程中包含有连续电流过程。----------------------------以上是雷电的慢动作分解,现在来看看站在架子上的人:他或许会因为等电位不被电击,但高温也容易要他命的。
8.关于雷电的专业知识
雷击简介
实际上,雷电就是巨大的电火花。当闪电从地面急冲到云层或从云层急冲到地面时,是显而易见的,尽管它也可以在云层中或云层之间传递。构成风暴云层的气流,可在云层内分离出强电能。
正电流聚集在云层的下部,负电流聚集在云层的上部或地面上,就象电磁一样,正、负电相互吸引。经不断传递,正、负电流相碰,形成巨大电火花,于是形成闪电。
由于光速比声速大约快100万倍,所以,在闪电与伴随的雷声之间,会有一定的时间差。你与风暴的距离,可通过数闪电与雷声出现的时间差的秒数,再除以5米计算,其得数就是你与风暴距离的英里数,即:你与风暴的距离(英里)=闪电与雷声出现的时间差(秒)/5(米)。
雷声是闪电成百万伏的电流碰击所造成的空气热膨胀爆炸而形成的。雷声本身无伤害作用。在雷雨中遭雷击的可能性很小,不过,雷电交加现象不能完全准确预测,所以应小心防范,减少危险。
闪电总是蜿蜓曲折沿着电阻最小的路径行进。它在空中的路径完全取决于空中的电场和电荷分布,而通常只在离地面十几米至百米高度时,才受到地面状况的影响。一般说来,地面导电性能好,有突出的高大物体等,都易遭受雷击。例如导电性能好的金属矿物地质条件就比一般地质条件更易遭雷击,湿土的雷击机会就比干土、沙地和岩石地面要多,水面比旱地易遭雷击,高楼、烟囱这些突出建筑物就比平地易遭雷击,山地就比谷地易遭雷击
9.雷电的知识
地球本身就是一个电容器。通常大地稳定地带负电荷50万C左右,而地球上空存在一个带正电的电离层,这两者之间便形成一个已充电的电容器,它们之间的电压为300KV左右,并且场强为上正下负。
当地面含水蒸汽的空气受到炽热的地面烘烤受热而上升,或者较温暖的潮湿空气与冷空气相遇而被垫高都会产生向上的气流。这些含水蒸气的上升气流上升时 温度逐渐下降形成雨滴、冰雹(称为水成物),这些水成物在地球静电场的作用下被极化(如左图),负电荷在上,正电荷在下,它们在重力作用下落下的速度比云滴和冰晶(这二者称为云粒子)要大,因此极化水成物在下落过程中要与云粒子发生碰撞。碰撞的结果足其中一部分云粒子被水成物所捕获,增大了水成物的体积,另一部分未被捕获的被反弹回去。而反弹回去的云粒子带走水成物前端的部分正电荷,使水成物带上负电荷。由于水成物下降的速度快。而云粒子下降的速度慢,因此带正、负两种电荷的微粒逐渐分离(这叫重力分离作用),如果遇到上升气流,云粒子不断上升,分离的作用更加明显。最后形成带正电的云粒子在云的上部,而负电的水成物在云的下部,或者带负电的水成物以雨或雹的形式下降到地面。当上面所讲的带电云层一经形成,就形成雷云空间电场,空间电场的方向和地面与电离层之间的电场方向足一致的,都是上正下负,因而加强了大气的电场强度,使大气中水成物的极化更厉害、在上升气流存在的情况下更加剧力分离作用,使雷云发展得更快。
从上面的分析,好像雷云总是上层带正电荷,下层带负电荷。实际上气流并不单是只有上下移动,而比这种运动更为复杂。因此雷云电荷的分布也比上面讲的要复杂得多。
根据科学工作者大量直接观测的结果,典型的雷云中的电荷分布大体如右图所示。左端是按理论归纳的理想模式,右面是雷云常见的电荷实际分布:
H—相对地面的高度;l—水平距离;C—库仑