文|范秀平 馬莉 衛(wèi)倩倩
天上有面鼓,藏在云深處,響時先發(fā)光,聲音震山谷。(打一自然現(xiàn)象)
這個謎底其實(shí)就是雷電。歷朝歷代的詩句形象地展現(xiàn)出雷電的聲勢之大、威力之猛。雷聲陣陣,如四海龍王起伏翻騰;閃電頻頻,似古時戰(zhàn)場萬箭齊發(fā)?,F(xiàn)代歌詞中也不乏將愛情的神秘、不確定性與雷電掛鉤。那么,雷電與我們的生產(chǎn)生活到底有什么關(guān)系呢?下面,我們一起話雷電,提高對雷電的防范意識,保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)安全。
隨著氣象科學(xué)、物理學(xué)研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)雷電多產(chǎn)生于發(fā)展旺盛的積雨云中,經(jīng)常伴有強(qiáng)烈的陣風(fēng)和暴雨,有時還會有冰雹和龍卷風(fēng)。尤其在夏季,太陽輻射增強(qiáng),空氣對流加快,云中大量的冰晶和小水滴會隨著冷空氣急速下降,也會隨著熱空氣急劇上升,在這樣強(qiáng)烈的上升下沉往復(fù)運(yùn)動中,冰晶和小水滴發(fā)生高速碰撞,就會產(chǎn)生電荷。當(dāng)帶著不同電荷的云在風(fēng)的作用下相遇時,即會產(chǎn)生放電現(xiàn)象。若是云對云、云對空、云內(nèi)放電,就是云閃。云閃發(fā)生時,我們經(jīng)常能聽到“轟隆隆”的雷聲。如果是雷雨云打到地面,則是地閃。地閃是云體對大地放電的一種現(xiàn)象,地閃時我們常聽到的雷聲是“咔”的那種脆響。
雷電現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)在夏季,但這并不意味著其他季節(jié)就不會出現(xiàn)。比如,許多古詩記述就是佐證:“雷電本大物,蟄藏已久矣。何為十一月,徹曉殷殷令人驚。電入我窗兩三劃,我疑是燈還未滅?!薄八男蛴谢ㄩL見雨,一冬無雪卻聞雷?!彪S著全球氣候變暖,多地的雷暴初日已經(jīng)有所提前。
雷電現(xiàn)象雄偉壯觀而又讓人望而生畏,其具有大電流、高電壓、強(qiáng)電磁輻射等特征。打雷時,空氣中會產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場。放電的同時,磁場向四周輻射,瞬間產(chǎn)生上百千安的電流,電壓也會達(dá)到幾十千伏甚至上百千伏,會對電子設(shè)備、人畜、房屋造成極大傷害,也會引起樹木燒焦、森林大火等。如果雷電沿著電源線、數(shù)據(jù)線等進(jìn)入室內(nèi),就會危及室內(nèi)電器甚至人的安全。地表突出部分、高大的樹林以及地面上高聳的建筑物都是雷電經(jīng)常光顧的地方,湖邊、水溏邊等空曠地帶,架空線路、金屬管道等也會因?yàn)槔纂姰a(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓。
據(jù)統(tǒng)計(jì),地球上平均每天大約發(fā)生800 萬次閃電。全球每年因雷電導(dǎo)致的火災(zāi)、爆炸等事故頻繁發(fā)生,因雷擊干擾而導(dǎo)致的電力系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、雷達(dá)天線等故障或失效的情況也屢見不鮮。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)乃至每個家庭的家用電器都有可能遭受雷電的威脅。我國省會城市中有21 個城市年平均雷暴日數(shù)在50 天以上,最多的達(dá)134 天。
隨著人們的探索研究和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,雷電的神秘面紗逐漸被揭開。東漢的王充在《雷虛篇》中就對雷電是“天懲”“天怒”之說進(jìn)行過反駁,并指出雷電發(fā)生的頻率和太陽輻射的季節(jié)性變化有著密切關(guān)系。我國很多古建筑在建造之初也會結(jié)合當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境、土壤性質(zhì)、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(shè)雷公柱。
美國科學(xué)家富蘭克林的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)故事廣為人知。此后,避雷針的問世和廣泛應(yīng)用大大降低了高大建筑物遭受雷擊的風(fēng)險(xiǎn),防雷裝置成為高層建筑的必需品。這些實(shí)驗(yàn)探索結(jié)果也破除了“雷擊是天怒人怨”的迷信說法?,F(xiàn)今,我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(dá)嶺長城保護(hù)段2014 年“種上”了12 棵仿真樹避雷針,用以保護(hù)游客在長城上免受雷擊。
我國現(xiàn)已發(fā)布實(shí)施國家標(biāo)準(zhǔn)《雷電災(zāi)害應(yīng)急處置規(guī)范》、氣象行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《防雷安全標(biāo)志》等,除了各具特色的防雷措施、雷電監(jiān)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(xué)試驗(yàn)基地持續(xù)多年開展人工引雷試驗(yàn),以研究雷電發(fā)生發(fā)展的物理過程和雷電放電的電磁效應(yīng)。同時,該基地還與南方電網(wǎng)、南京信息工程大學(xué)等多家單位合作開展雷電物理、雷電探測和雷電防護(hù)等方面的觀測試驗(yàn)與研究。
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??傮w來講,關(guān)鍵是防雷措施不到位、避雷方法不得當(dāng)。
雷雨天氣來臨時,我們最好不要外出。即便留在室內(nèi),也要關(guān)好門窗,不要停留在窗口、陽臺等突出位置。室內(nèi)電腦、電視、電源插頭也最好關(guān)閉或拔掉,以防雷電從電源線入侵,造成火災(zāi)或人員觸電傷亡事故。太陽能熱水器、空調(diào)、固定電話等也暫緩使用。
如果身處戶外,最重要的就是要提前查看所處地域及周邊地區(qū)的天氣預(yù)報(bào),了解最新的雷電災(zāi)害預(yù)警信息。當(dāng)你觀察到有濃密的烏云迅速移動堆積,并且在急劇地變大變黑,或者已經(jīng)能聽到遠(yuǎn)處有隱隱的雷聲時,趕快尋找周圍有防雷設(shè)施的建筑物躲起來。
如果沒有,那就選擇地勢較低的地方雙腳并攏,雙臂抱膝,頭部下俯躲避。凡是帶有金屬的物品最好先舍棄在一旁,如羽毛球拍、高爾夫球桿、鋤頭、鐵鍬、手表、眼鏡等。
戶外開闊的農(nóng)田、水域、沙灘、樹下、無防雷設(shè)施的孤立窩棚、崗?fù)せ虻桶ㄖ⑼ぷ拥榷际抢纂娙菀滓u擊的目標(biāo),所以躲在這類地方并不安全。更不宜在雷雨天氣開摩托車、騎自行車,那樣更容易成為雷電追逐的對象。如果正好在開車,汽車內(nèi)是比較理想的避雷場所,但也要格外謹(jǐn)慎,關(guān)緊車窗,減速慢行。如果有可能,最好將車開到安全地帶,等雷雨結(jié)束后再繼續(xù)上路。
我們一定要多加關(guān)注氣象部門發(fā)布的預(yù)警信息,尤其是雷電預(yù)警信號、雷暴大風(fēng)預(yù)警信號。及時通過電視、手機(jī)、微博、微信等了解自己所處位置的天氣信息,并采取必要的防范措施。
雷電災(zāi)害如此之多,我們都希望雷電越來越少、災(zāi)害越降越低,但作為大自然中的一種現(xiàn)象,雷電并非一無是處。
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(fā)生時,強(qiáng)大的電位差會增強(qiáng)植物的光合作用和呼吸作用,促進(jìn)農(nóng)作物縮短生育期、提高產(chǎn)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。期待人類早日認(rèn)清其本質(zhì)、摸清其規(guī)律,更好地趨利避害。
百姓的安全是氣象人永遠(yuǎn)的牽掛!希望更多人掌握更多防災(zāi)減災(zāi)小知識,關(guān)注雷電科研進(jìn)展,一起護(hù)佑生命、護(hù)佑我們的家園。