雷电活动规律、危害与防护

雷电活动规律、危害与防护

夏健

雷电，是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又令人生畏的自然现象，地球上任何时候都有雷电在活动。雷电灾害是不可避免的自然灾害，是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的十种自然灾害之一。从卫星、通信、导航、计算机网络乃至到每个家庭的家用电器都会受到雷电的危害。全球每年因雷击而导致的火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故频繁发生，对人民生命财产的安全和社会安全稳定的发展构成了严重威胁。

一、雷电的形成原理

由于积雨云的下部温度高，中上部温度低，就产生了强大的上升和下沉气流。云内大量的冰晶、大小水滴、过冷水滴、霰(不透明的雪珠)和冰雹等水汽凝成物，通过碰冻、碰撞、破碎和融化等许多复杂的过程，使云中起电，并使正、负电荷分离开来，在云中形成正、负的荷电中心。当聚集的电量足够大时，异性荷电中心之间就会发生击穿放电而产生火花放电现象，这就是我们常见的闪电现象。放电过程中，由于温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣，这就是雷声。所以说雷电是大气中的放电现象，雷电一般多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等强对流天气。

二、雷电的活动规律

据统计，每秒钟地球造就1800次雷电，伴随600次闪电，其中有100个炸雷击落地面。而总的来说，全球从南纬60度到北纬80度都有雷电活动，陆地多于海洋；热带最多，温带地区一年四季都会出现，并以春夏季节为最多。雷电出现的开始月份一般从南往北，由东向西逐渐推迟，一般于9至10月份结束。同时，雷电还有日变化，大陆上雷电一般多出现在白天，集中期在午后到傍晚之间。沿海和西部山区的许多河谷地区，易在夜间出现雷电。雷电出现后，一般持续瞬间多在1—2小时，并且南方地区比北方地区持续时间长。

就我们无锡而言，我们统计了1955-2005年51年间的气象资料得出：无锡年平均雷电日数为41.1天，属多雷区。雷电发生的年际变化较大，年最少雷电日数为19天（1978年），年最多雷电日数为74天（1956年），两者相差将近3倍。上世纪五六十年代年雷电日数较多，八十年代以来的二十多年中年雷电日数有所减少，并有明显的2-3年的周期变化，呈现波浪状态。

雷电的季节分布也十分明显，春夏两季（3-9月）是无锡雷电多发期，该7个月的雷电日数占全年的近99%，其中7-8月的雷电日数占全年的57%。每年的秋冬季节则是雷电平息期，仅占全年雷电日数的1%，其中12月份出现最少，只有在1979年12月20日的夜间出现过雷电。

三、雷电的危害及其产生原因

雷电发生时可在千分之几到十分之几秒内产生几百千安的电流，几百千伏的电压，十亿到上千亿瓦特的电能，上万度的高温，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，给人类造成多种危害。据统计，全球每年因雷电灾害而导致的经济损失约10亿美元，死亡人数在3000以上。

从无锡的情况来看，2001--2005年无锡市气象局共接到雷击事故报告157起，其中人员伤亡事故27起，人员伤亡事故占报告雷击事故的17.0%。无锡5年雷击导致23人死亡，15人重伤，死亡人员中有13人是在水田里插秧被雷击死，有三人在马路上行走被雷击中，一人因触及被雷击断的高压线而死亡，4人因雷电感应引发爆炸而身亡，死亡人员中70%是农民。从157起雷击引起的财产损失报告分析，雷击侵袭对象依次为计算机网络、供电系统、建筑物、程控电话、通讯设备、其他电子设备、家用电器等。

具体地说，雷电所产生的危害是由雷电产生的三种效应导致的：一是电效应，雷电可产生强大的电场和磁场，使处于雷击区内的电子设备和人体产生静电感应和电磁感应，生成数千伏的静电感应电压，由此造成大量电子设备被击毁，或导致人体心室纤颤及呼吸肌麻痹而猝死。二是由于热效应强大的雷电流可以转变为热能。据测算，雷击点的发热量可达500—2000焦耳，能立即熔化50—200立方毫米厚的钢材。这正是遭雷击后建筑物起火燃烧、人体组织会碳化成焦状的原因。三是雷击能对物体产生强大的冲击性电动力，使被击物体断裂或破碎，例如建筑物倒塌、大树从中间被劈开、正在田里劳作的人瞬间被击掉一侧上肢等等。

四、雷电危害的种类

根据雷电产生和危害特点的不同，雷电危害可以分为直击雷、雷电感应、雷电波侵入以及比较少见的球形雷等。

直击雷：当雷电直接击在建筑物上，强大的雷电流使建（构）筑物水份受热汽化膨胀， 从而产生很大的机械力，导致建筑物燃烧或爆炸。另外，当雷电击中接闪器，电流沿引下线向大地泻放时，这时对地电位升高，有可能向临近的物体跳击，称为雷电“反击”，从而造成火灾或人身伤亡。

雷电感应：雷电感应又称感应雷，它又分为静电感应和电磁感应。静电感应是雷云接近地面时，在地面凸出物的顶部感应出大量异性电荷，在雷云与其他部位或其他雷云放电后，凸出物顶部电荷失去束缚，并以雷电波的形式高速传播而形成的。电磁感应是发生雷击后，雷电流在周围空间产生的迅速变化的强磁场在附近金属导体上感应出很高的电压形成的。

雷电波侵入：由于雷击，在架空线路或空中金属管道上产生的冲击电压沿线路或管道的两方向迅速传播的雷电波称为雷电波入侵。其传播速度为300 m／μs(在电缆中为150 m／μs)。

球形雷：多在强雷暴雨时闪电最频繁的时候出现。球雷火球可辐射出大量的热能，因此它的烧伤力比破坏力要大。

五、雷电的防护

     目前，人类在充分利用传统的避雷针、避雷带、避雷网和现代的各种电子避雷器，均可防止和减少雷电的危害。

     城市居民居住的楼房必须安装避雷带（针），以防雷电直击建筑物危及家庭，也可以在家庭使用的电源线、电话线、电视馈线入户前端安装专用的避雷器。

为防止雷电给人们生产、生活带来的危害，我们应该从源头抓起，新建建筑物的防雷工程与主体工程应同时设计、同时施工，经验收合格后同时交付使用。为确保已投入使用的防雷设施性能正常，有效发挥防雷作用，每年的雷雨季节来临之前，必须由具有检测资质的防雷技术业务机构对其进行年度检测。

而在日常生活中，当雷电发生时，我们还应从以下几个方面加以预防：

1、在室内，首先要关好门窗，避免雷电进屋，关闭电视、电脑等室内的用电设备，断开所有的电源及信号线路，并使端口保持一定距离；同时避免接打手机；不要使用设有外接天线的收音机和其他设备；不宜使用金属喷头冲凉，也不宜使用太阳能热水器。不要靠近水管、暖气、煤气等金属管道。切勿处理开口容器盛放的易燃物品。不在阳台的铁管或铁丝上晾、收衣服。

2、尽量避免外出活动。如已经在室外活动，不要携带金属物体在露天行走，不要使用金属雨伞；最好不要骑自行车和摩托车。如正在行车应关闭收音机等电磁通信设备。

3、不能在江、河、湖、海、池塘、水库等水体边停留，更不能继续在露天游泳池里游泳，要迅速远离水面，到附近干燥的住房中去避雨。

4、如正在野外，应立即寻找蔽护场所。装有避雷针的、钢架的或钢盘混凝土建筑物，是避雷的好场所，具有完备的金属车厢也可以利用，雷雨天停留在汽车内是安全的，但别把头或身体其他部位伸出窗外，也不要靠近避雷设备的任何部分。没有掩蔽场所时，千万不要靠近空旷地带或山顶上的孤树，这里最易受到雷击，应找一低洼处双脚并拢蹲下，尽可能降低高度；进入山洞避雨时，不要触及洞壁岩石；不在建筑物顶部停留；不在大树、广告牌、烟囱、旗杆、电线、干草堆、帐篷等无避雷设备的高大物体附近避雨、停留；要远离铁轨、金属栏杆及其他金属物体。在身体附近发生高压电线遭雷击断时，应双脚并拢跳离现场。

六、相关小常识

1、雷电击中人体的征兆

当你站在一个距雷击较近的地方如高闪上，如果感觉到毛发竖立，皮肤有轻微的刺痛，

这就是雷电快要击中你的征兆。遇到这种情况，你应立即弃去身上所有金属物，并马上蹲下来，身体倾向前，把手放在膝盖上，曲成一团，千万不要平躺在地上。

2、雷电容易袭击的对象——雷击的选择性

雷击具有明显的选择性。高大和突出的建筑物，容易导电的物体，潮湿地带以及容易导

电的地层等，受雷击的可能性较大。建筑物遭雷击是常事，建筑物越高，顶部越尖，遭雷击的机会就越多。雷击也经常发生在水位高和特别潮湿的地带，如河床、池沼、盐场、苇塘等处。地下水出口和金属管线集中的交叉地点，铁路集中的枢纽、铁路终端和高架输电线的拐角处也容易落雷。此外，收音机天线、电视机天线和屋顶上的各种金属突出物，如旗杆等，较易接闪。

3、人体遭雷击后的急救

人体遭雷击后，流过人体的电流会使人的心脏停止跳动，呼吸停止，这时应尽快做人工

呼吸和心脏按摩进行抢救。在抢救过程中，要注意给受害者取暖，以减少体能的消耗。进行人工呼吸和心脏按摩必须连续进行，中间不能停顿，直至受害者能够完全恢复呼吸和心脏跳动或者证实死亡为止。如果一群人被雷击，应先抢救那些无法发出声息的人。

4、雷电的益处

但是不要以为雷电所带给人类的只有危害，其实它也有许多有益之处。

第一：负氧离子增多，改善空气质量。一场雷雨过后，空气中的气体分子在雷电的作用下，能够离解出带负电的负氧离子，对人体健康非常有利。

第二：缓解高温干旱。一般来说夏季我市处于副热带高压的控制下,天气持续晴热少雨,往往产生一定程度的旱情,雷阵雨天气所带来的降水，对于缓解旱情、湿润气候、改善环境都有一定的好处。而且雷阵雨天气的发生，一般也意味着高空有冷空气渗透，副热带高压处于不稳定状态，在一场雷阵雨过后，滚滚热浪也将得到一定程度的缓解。

第三：固氮增肥。在雷电的放电作用下,空气中的氮气和氧气发生反应,生成的硝酸与土壤接触,生成硝酸盐,可以被植物当作氮肥吸收,所以也有"雷雨发庄稼"之说。据统计，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。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/018c8548c850ad02de80412a.html