李忠東

物毀人亡損失大

雷電產(chǎn)生于帶電的積雨云中，當(dāng)正負(fù)電荷分別聚積在同一云體的不同部位或在不同的云團(tuán)中時(shí)，由于同一雷雨內(nèi)部不同部位或不同云體間聚積的電荷量不同或極性不同，而產(chǎn)生大氣電場(chǎng)。當(dāng)大氣電場(chǎng)強(qiáng)度可以擊穿空氣時(shí)，令人生畏的強(qiáng)烈放電現(xiàn)象就發(fā)生了，耀眼的閃電出現(xiàn)了，此時(shí)的閃電被稱(chēng)為云中閃或云際閃電。當(dāng)帶電云層移動(dòng)至接近地面或建筑物時(shí)，由于靜電感應(yīng)，地面或建筑物表面產(chǎn)生異性電荷，隨著電荷量的增加，或云地、建筑物距離的縮短，當(dāng)帶電云層與地面或建筑物間的電場(chǎng)強(qiáng)度可以擊穿空氣絕緣強(qiáng)度時(shí)，便開(kāi)始瞬間放電，閃電(云地閃)也就出現(xiàn)了。

雷電的放電過(guò)程一般持續(xù)50~100 微秒，電壓很高，約為1 億~10億伏特。雷電的平均電流為3萬(wàn)安培，最大電流可達(dá)30 萬(wàn)安培。電荷發(fā)生中和作用時(shí)會(huì)放出大量的光和熱，瞬間將周?chē)目諝饧訜岬?0 000 攝氏度，約是太陽(yáng)表面溫度的5 倍。一個(gè)中等強(qiáng)度雷暴的功率可達(dá)10 000 千瓦，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。

根據(jù)不同的地形及氣象條件，雷電一般可分為熱雷電、鋒雷電（熱鋒雷電與冷鋒雷電）、地形雷電三大類(lèi)。雷電又分直擊雷、電磁脈沖、球形雷、云閃四種。其中，直擊雷和球形雷會(huì)對(duì)人和建筑造成危害；電磁脈沖主要影響電子設(shè)備；云閃因?yàn)槭窃趦蓧K云之間或一塊云的兩邊發(fā)生，所以對(duì)人類(lèi)危害最小。

直擊雷就是在云體上聚積很多電荷，大量電荷要找到一個(gè)通道來(lái)泄放。這個(gè)通道有時(shí)是一棟建筑，有時(shí)是一座鐵塔，有時(shí)是空曠地方的一個(gè)人。這些物體都因變成電荷泄放的通道而被擊傷。直擊雷是威力最大的雷電，球形雷的威力比直擊雷小。

世界氣象組織近日宣布，2020 年的兩次閃電創(chuàng)造了兩項(xiàng)地球閃電新紀(jì)錄。其中一項(xiàng)是單次跨越距離最長(zhǎng)紀(jì)錄。2020 年4 月29 日，一次閃電出現(xiàn)在美國(guó)南部，橫跨美國(guó)密西西比州、路易斯安那州和得克薩斯州，跨越了大約768 千米，相當(dāng)于從英國(guó)倫敦到德國(guó)漢堡的距離，比2018 年10 月31日發(fā)生在巴西南部的一次閃電距離長(zhǎng)60 千米。另一項(xiàng)是持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)紀(jì)錄。2020 年6 月18 日，烏拉圭和阿根廷北部上空雷暴中出現(xiàn)的一道閃電，持續(xù)時(shí)長(zhǎng)17.1 秒，比2019 年3 月4 日發(fā)生在阿根廷北部的一次閃電持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)了0.37 秒。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界平均每分鐘發(fā)生雷暴2 000 次，全球每年因雷擊造成的人員傷亡超過(guò)10 000 人。雷暴所導(dǎo)致的火災(zāi)和爆炸等時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。雷電災(zāi)害是聯(lián)合國(guó)公布的十種最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，也是目前中國(guó)十大自然災(zāi)害之一。隨著電子信息系統(tǒng)在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用，雷電災(zāi)害造成的損失也越來(lái)越嚴(yán)重。我國(guó)有21 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）雷暴日在50 天以上，最多的可達(dá)134 天。我國(guó)雷暴活動(dòng)主要集中在每年的6 月至8 月。每年有三四千人因雷擊傷亡，造成的財(cái)產(chǎn)損失達(dá)到50 億~100 億元。

科學(xué)避雷小貼士

切忌快走狂奔

不少人在野外遭遇雷電時(shí)，本能反應(yīng)是在雨中快走甚至狂奔，其實(shí)這是避雷大忌。大地是有電阻的，打雷時(shí)大地由于電荷積累，可能會(huì)形成電位差，行走會(huì)形成“跨步電壓”(人在有不同電位的大地上行走時(shí)兩腳之間承受的電壓)。電流雖然是沿著人的下身，從一只腳經(jīng)腿和胯部到另一只腳，與大地形成通路，沒(méi)有經(jīng)過(guò)體內(nèi)的重要器官，好像比較安全，但是，實(shí)際并非如此，因?yàn)槿耸艿捷^高的“跨步電壓”作用時(shí)，雙腳會(huì)抽筋，身體會(huì)倒在地上。這不僅使作用于身體上的電流增加，而且使電流經(jīng)過(guò)人體時(shí)的路徑改變，完全可能流經(jīng)人體重要器官，如從頭到手或腳。研究證實(shí)，人倒地后電流在體內(nèi)持續(xù)作用2 秒鐘，這種觸電就會(huì)致命。如果快步走或者跑動(dòng)，“跨步電壓”相應(yīng)增大，人更容易被擊傷。

如果在戶(hù)外看到高壓線(xiàn)遭雷擊斷裂，此時(shí)應(yīng)提高警惕。因?yàn)楦邏壕€(xiàn)斷點(diǎn)附近存在“跨步電壓”，附近的人此時(shí)千萬(wàn)不要跑動(dòng)，而應(yīng)雙腳并攏，跳離現(xiàn)場(chǎng)。當(dāng)架空線(xiàn)路的一根帶電導(dǎo)線(xiàn)斷落在地上時(shí)，落地點(diǎn)與帶電導(dǎo)線(xiàn)的電勢(shì)相同，電流就會(huì)從導(dǎo)線(xiàn)的落地點(diǎn)向大地流散，于是地面上以導(dǎo)線(xiàn)落地點(diǎn)為中心，形成了一個(gè)電勢(shì)分布區(qū)域，離落地點(diǎn)越遠(yuǎn)，電流越分散，地面電勢(shì)也越低。如果人或牲畜站在距離導(dǎo)線(xiàn)落地點(diǎn)10 米以?xún)?nèi)，就可能發(fā)生觸電事故。

在野外遭遇雷電，應(yīng)撤離到有避雷設(shè)施的房子或鋼筋混凝土建筑物中。如來(lái)不及撤離，千萬(wàn)不要亂跑，可選擇低洼處蹲下，雙腳并攏，雙臂抱膝，頭部下俯，以減少人體暴露面積和觸地電位差。在戶(hù)外，若看見(jiàn)閃電幾秒鐘內(nèi)就能聽(tīng)見(jiàn)雷聲，說(shuō)明你正處于近雷暴的危險(xiǎn)環(huán)境。此時(shí)，你應(yīng)停止行走，兩腳并攏并立即下蹲，不要與人拉在一起。雷電發(fā)生期間，最好不要騎馬、騎自行車(chē)、騎摩托車(chē)、開(kāi)敞篷拖拉機(jī)等。

遠(yuǎn)離高大物體

據(jù)中國(guó)氣象科學(xué)研究院專(zhuān)家統(tǒng)計(jì)，雷擊地點(diǎn)大部分都是室外，第一是農(nóng)田（占32%），第二是建構(gòu)筑物（如農(nóng)村民居、窩棚、亭子，占23%），第三是開(kāi)闊地（占13%），第四是水域（如河邊、沙灘）和樹(shù)下。雷電喜歡“抄近路”，高個(gè)子因?yàn)椤苞Q立雞群”更有可能被雷擊中。因此，打雷時(shí)，應(yīng)想辦法降低自己的水平高度，如并腿蹲下，尤其是在空曠地方或者山頂。不要在山洞口、大石下或巖石下躲避雷雨，因?yàn)殡娏鲝闹型ㄟ^(guò)時(shí)產(chǎn)生的電弧可以傷人。深邃的山洞很安全，應(yīng)該盡量往里面走。

防雷專(zhuān)家指出，遭受雷擊主要跟人在制高點(diǎn)有關(guān)。煙囪、水塔、電視塔、高樓旗桿和電線(xiàn)桿等高聳突出的建筑物和孤立突出在曠野的樹(shù)木易遭雷擊，因此，人應(yīng)該回避空曠地帶、山頂上的孤樹(shù)和孤立草棚等，若在其中避雨就非常危險(xiǎn)，尤其是站在向兩旁伸展很遠(yuǎn)的低枝下面。實(shí)在萬(wàn)不得已，人必須與樹(shù)干保持3 米距離，并下蹲、雙腿靠攏。如果野外有片密林，躲避者一時(shí)又找不到其他避雷場(chǎng)所，也可以利用密林來(lái)避雷。這是因?yàn)槊芰指魈幵馐芾讚舻臋C(jī)會(huì)差不多，人只要不站在樹(shù)林邊緣，選擇林中空地，雙腳合攏，與四周的樹(shù)保持差不多的距離就行了。

雷雨天不要在曠野中打傘，或高舉羽毛球拍、高爾夫球棍和鋤頭等。雷暴天氣進(jìn)行高爾夫球、足球等戶(hù)外運(yùn)動(dòng)是非常危險(xiǎn)的。遇上雷雨時(shí)，要停止在江、河、湖泊洗衣服、釣魚(yú)、游泳或玩耍，趕快上岸離開(kāi)。因?yàn)樗嬉自饫讚?，況且在水中受到雷擊傷害，還增加溺水的危險(xiǎn)。另外，不要待在沒(méi)有避雷設(shè)備的船只上，特別是高桅桿的木帆船。

雷雨來(lái)臨時(shí)，不要停留在高樓平臺(tái)上，要遠(yuǎn)離建筑物外露的水管、煤氣管等金屬物體及電力設(shè)備。在戶(hù)外空曠處，不宜進(jìn)入孤立的棚屋、崗?fù)さ?。如果在雷電交加時(shí)，人若頭發(fā)豎起，頭、頸、手處有螞蟻爬走感，皮膚發(fā)生顫動(dòng)，說(shuō)明將發(fā)生雷擊，應(yīng)趕緊趴在地上，并摘掉身上佩戴的金屬發(fā)卡、項(xiàng)鏈等飾品，以減少遭雷擊的危險(xiǎn)。遭到雷擊的人可能被燒傷或嚴(yán)重休克，但身上并不帶電，搶救者可以安全施救。

來(lái)不及離開(kāi)高大物體時(shí)，應(yīng)馬上找些干燥的絕緣物放在地上，并將雙腿合攏坐在上面，切勿將腳放在絕緣物以外的地面上，因?yàn)樗軐?dǎo)電。在戶(hù)外躲避雷雨時(shí)，不要用手撐地，而是雙手抱膝，胸口緊貼膝蓋，盡量低下頭，因?yàn)轭^部比身體其他部位更易遭雷擊。如多人聚集室外，勿擠靠，防止被雷擊中后電源互相傳導(dǎo)。

汽車(chē)也能防雷

雷雨天氣最好不要開(kāi)車(chē)外出。若在行駛過(guò)程中遇到雷雨天氣，要把車(chē)停在路邊安全的位置，遠(yuǎn)離大樹(shù)、廣告牌，關(guān)閉引擎、車(chē)門(mén)、車(chē)窗等，切忌觸碰方向盤(pán)、門(mén)把手、換擋桿等，雙手靜置在大腿上，等雷雨天氣過(guò)后再繼續(xù)行駛。汽車(chē)之所以能在戶(hù)外成為躲避雷擊的理想場(chǎng)所，緣于“法拉第籠”效應(yīng)。英國(guó)物理學(xué)家、電磁學(xué)奠基人邁克爾?法拉第于1836 年發(fā)現(xiàn)帶電導(dǎo)體上的過(guò)剩電荷只存在于其金屬表面，不會(huì)對(duì)封閉體內(nèi)部的物體產(chǎn)生任何影響。為了證實(shí)這個(gè)論點(diǎn)，他搭建了一個(gè)由金屬外殼構(gòu)成的房間，并電擊房間外殼。驗(yàn)電器顯示，房間內(nèi)部沒(méi)有出現(xiàn)多余的電荷，房間的金屬外殼對(duì)其內(nèi)部起到了保護(hù)作用。因此，人們將金屬或良性導(dǎo)體構(gòu)成的籠子，以這位物理學(xué)家的姓氏命名。

根據(jù)導(dǎo)體靜電平衡的條件，“法拉第籠”的籠體是一個(gè)等電位體，內(nèi)部電勢(shì)差為零，而且與大地連通。當(dāng)電流流過(guò)籠體時(shí)，能夠有效地將電流泄放入地，隔絕籠體外的電場(chǎng)和電磁波干擾，起到“靜電屏蔽”的作用，其內(nèi)部的設(shè)備和人是非常安全的，這就是“法拉第籠”的原理。

在雷雨天行駛的汽車(chē)不幸被雷擊中后，依然能夠安然無(wú)恙地繼續(xù)行駛。原因是汽車(chē)車(chē)體由金屬構(gòu)成，類(lèi)似于“法拉第籠”，形成等電位連接，電流通過(guò)車(chē)體和雨水泄放入地，車(chē)體內(nèi)部的駕駛員和乘客不會(huì)受到雷擊的影響。研究人員曾經(jīng)做過(guò)雷擊汽車(chē)的實(shí)驗(yàn)，用60 萬(wàn)伏的高壓電擊汽車(chē)。結(jié)果顯示，在受到高壓電擊之后，車(chē)輛只有儀表盤(pán)的指示燈受到了影響，其他各種儀器正常，車(chē)體也沒(méi)有受到任何傷害，坐在車(chē)內(nèi)的人更是安然無(wú)恙。汽車(chē)真可謂防雷的“金鐘罩”。

不過(guò)，雖然打雷時(shí)人待在車(chē)內(nèi)挺安全，但是也并非萬(wàn)無(wú)一失，最好關(guān)閉車(chē)載電子設(shè)備，如GPS、車(chē)載電視、CD 等，以免造成電子系統(tǒng)故障。一旦車(chē)體遭受雷擊，不要貿(mào)然下車(chē)檢查，應(yīng)在車(chē)內(nèi)靜候雷雨天氣過(guò)后再下車(chē)。

室內(nèi)遠(yuǎn)離線(xiàn)路

避雷針只能解決建筑物本身的防雷問(wèn)題，而無(wú)法使內(nèi)部接通電源的各種電器，尤其是具有信號(hào)接收功能的電視機(jī)、電話(huà)、電腦等免受雷擊。雷電侵入室內(nèi)通常有三個(gè)主要途徑：電源線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)（如通信線(xiàn)路、電視天線(xiàn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)線(xiàn)）及雷擊大地形成的反擊。所以，在雷雨天應(yīng)盡可能關(guān)閉各類(lèi)家用電器并拔掉電源插頭，以防雷電從電源線(xiàn)入侵，造成火災(zāi)或人員觸電傷亡事故。

如果住在沒(méi)有防雷裝置的“裸房”里，該如何防雷？防雷專(zhuān)家提醒，攜帶金屬物品會(huì)增大被擊中的概率。響雷時(shí)暫時(shí)不用電器，不要靠近室內(nèi)金屬設(shè)備，不要靠近潮濕的墻壁，不要觸摸或靠近金屬水管以及與屋頂相連的上下水管道。盡量不要出門(mén)，若必須外出，最好穿膠鞋，披雨衣，可起到對(duì)雷電的絕緣作用。

電燈線(xiàn)、電話(huà)線(xiàn)應(yīng)同避雷線(xiàn)保持不小于50 厘米的安全距離，千萬(wàn)不要把電話(huà)線(xiàn)綁在避雷針上。不要把晾曬衣服被褥的鐵絲，接到窗戶(hù)及門(mén)上。雷雨天閃電時(shí)，盡量不要開(kāi)門(mén)、開(kāi)窗，以防側(cè)擊雷和球狀雷侵入。最好拔掉家用電器的電源等有可能將雷電引入室內(nèi)的金屬導(dǎo)線(xiàn)，以免傷人及損壞電器。不要開(kāi)電視機(jī)、電腦、VCD 機(jī)等，不要撥打或接聽(tīng)固定電話(huà)。不要站在電燈泡下，不要洗澡。

打雷時(shí)能不能使用手機(jī)呢？有人曾做過(guò)一個(gè)模擬閃電放電的實(shí)驗(yàn)：三個(gè)人偶分別拿手機(jī)、戴墨鏡、舉雨傘，20 次放電，擊中地面11 次，拿雨傘的人偶被擊8 次，拿手機(jī)的人偶被擊1次。由此可見(jiàn)，打手機(jī)并不會(huì)引雷，可以正常使用，但是不要在戶(hù)外或室內(nèi)靠近窗戶(hù)的位置接打手機(jī)。