漫谈雷电及雷电天气

发布时间:2018-08-05 20:45:29   来源:文档文库   
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漫谈雷电及雷电天气

随着人类社会的发展,人们对环境的影响也越来越大。自然灾害性天气越来越多,也越来越严重。雷电天气就是其中之一,每年由于雷击造成的人员、财产损失都非常大。例如:今年夏季重庆市开县一小学两间教室由于雷击造成当场7人死亡、2人重伤、其余几十人昏迷的惨剧。因此,普及有关雷电知识加强雷电防范就显得越来越重要。

一、雷电的形成:

(一)积雨云的形成:雷电是一种剧烈的大气放电现象,通常发生在积雨云当中。这类积雨云又叫雷暴云,它是由于地面的热空气携带大量水汽不断升到空中所致。它的形成必须具备三个条件:一是空中要有充足的水汽。二是强烈的空气上升运动,空气上升绝热膨胀降温,空气中的水汽含量容易达到饱和和过饱和状态,“多余”的水汽便容易凝结成云了。三是环境能不断提供云体增长的能量(层结不稳定)。在夏季的午后,空气潮湿,太阳辐射增强,温度快速升高,暖湿气流迅速上升,天气闷热无风,若闷热得很厉害,淡积云快速发展成浓积云和积雨云,就会出现雷暴。一次雷暴过程并不只是一块雷暴云,而往往是由几个或更多个处于发展阶段的雷暴单体所组成。这些单体虽处于同一个雷暴云里,但每个单体内的环流一般是独立存在的。在每个单体之间,一般都有空隙,这里上升气流很弱,或有下沉气流。这些多单体的雷暴云所包含的每个单体也不是固定不变的,而处于不断新生和消失的新陈代谢过程中。因此,尽管每个单体的生命期有限,而一个多单体的雷暴云,作为一个整体而言,却可维持好几个小时。待到最后一个雷暴单体消失而不再出现新单体时,一次雷暴过程才告结束。

(二)雷雨的形成:上述雷暴云我们又称为雷雨云。在雷雨云里,空气动荡不定、上下翻腾,云的上部温度低于0的云滴互相碰撞,在冰晶上面冻结,使冰晶变大。当冰晶增大成大水滴。一些大水滴再通过破裂,及与其它小云滴碰撞并增大,水滴又不断变大和变多。于是一部分大水滴就落到地面,成为雨;另一部分随气流上长到云顶附近冻结成小冰珠,小冰珠随气流的升降,来回反复,合并增大,落到地面便是冰雹。一块雷雨云就好象是一架庞大的机器,它把大量的水汽“制造”成雨滴、冰雹。同时,由于雷雨云中的微粒相互摩擦,使得一部分原子最外层电子脱离原子的束缚而带电。在积雨云之间或积雨云与地面之间。由于积雨云内空气所含的水蒸气比干燥空气多,而电荷极易吸附在水珠表面,故积雨云可积聚许多电荷,引起大规模的闪电和巨大的雷响。

()闪电的形成:A、实验基础:找一个小电池,从电池的正负两极各引出一根电线,然后把两根电线头互相碰一碰,就会发现线头附近冒出火花,同时还有“叭、叭”的声音。这是因为,两个线头相距很近、没有完全接触上,电流可以从空气中通过,把线头间那一个小区域的空气灼热击穿,形成一个小爆炸,发出了光亮和响声。这个现象名叫“火花放电”。它和天空中发出的电闪雷鸣的道理一样。天空中的雷电,就是在两块带电的云层之间,在云层与地面之间,或者在一块云的不同部位之间放电的结果。

B、实际分析:我们知道,雷雨云中的气流,每时每刻都在激烈地翻腾着,这样一来,温度低于0的云滴、冰晶或霰粒之间便发生剧烈的碰撞或摩擦,因而破裂分离,同时就帯上了正负不同的电荷。带正电的小冰晶被气流带到云的顶部,而带负电的大冰晶较重,则下沉到云的下层,融化为带负电的水滴。这时水滴受上长气流的冲撞,又分裂成许多带负电的小水滴或带正电的大水滴,带正电的大水滴集中到云底,带负电的小水滴又被上长气流抬高。这样,在云的不同部位就积聚着不同的电荷,它们之间的电位差愈来愈大,到一定程度就会“吐火挥鞭”——剧烈地放电。例如线状闪电,它是由一个很暗的先导闪击开始的。先导闪击是沿着一条路径一步一步地伸向地面的,这种情况叫做“逐级向下的先导闪电”。但是,先导闪击有时也会毫不停留地一直向下延伸,这种情况叫做“直窜先导闪电”。紧跟在先导闪击之后的是主闪击。紧接着主闪击而来的是一系列的放电,它们的数目可达到20个以上,整个放电过程可持续半分钟。完成一次放电的时间是如此短暂,从而使每次放出的电流都十分巨大,可以达到1万安培,甚至超过10万安培。闪电的电流一般在10微秒左右达到峰值(10100千安),在峰值电流之前电流上升率达最大值(约10千安/微秒)。云地电位差一般为107108伏,一次输送约20库电荷,所以一次闪电的能量约为2×(108109)焦。这样强大的闪电电流在数厘米直径的通道内瞬间通过,产生了激震波,在传播一定距离之后退化为声波,即我们听到的雷声;同时这样大的电流将使直径只有十几到几十厘米的放电路径迅速增温至几万度。炽热的高温使放电路径上的空气几乎完全电离,因而发出耀眼的光亮,这就是闪电。

C理论依据:1、冰晶由极化冰雹上的碰撞弹回过程或云滴由极化雨滴上的碰撞弹回过程,可产生雷雨云中的起电。2、一个极化的雨滴在有离子或带电云滴的云中降落时,如果雨滴在指向朝下的电场中降落的速度大于正离子在电场中的向下运动速度,则雨滴将会排斥正离子而俘获负离子。3、当一块中性冰的两端维持稳定的温差时,热端将出现剩余负电荷,冷端将出现剩余正电荷,使两端有一定的电位差,这就是冰的热电效应。4、当大水滴被气流吹裂时,碎裂后的大残块带正电,小碎沫带负电。5、上升气流携带云底正离子向云中运动,直至上部形成正电荷区。由于高空传导电流使大量负离子来到云的上表面并附在云滴或冰晶上,然后由云周围强烈的下沉气流带下来。到达云下的负电荷增强了地面电场,使地面感应,产生尖端放电,从而产生更多的正离子,这种正反馈过程最终将造成雷雨云中的电荷分布。

二、雷电的基本特征:

1、规律性:雷电范围虽小,维持时间也短,但它的剧烈天气变化规律,在地面监测站是有所反映的,特别是当雷暴云核心经过监测站时表现出气压猛升,风向急转,阵风立即开始,风速常可达30/秒以上。阵风一出现,地面气温就突然下降,降温在20——30分钟内会达到10左右;随后出现倾盆大雨,电闪雷鸣。

2、运动性:雷电从生成到消失的整个过程中,都是不断地移动的。江河、山脉等自然地理条件,对雷电的移动也有很大影响。江河湖泊地区,由于热力作用,白天常有下沉气流存在,雷暴移到这里就会减弱,甚至会消失;夜间相反,雷暴经过时就会增强。当雷暴移近山脉时,因受阻挡,常顺着山脉移动,有时就在山区里打转,等转到有山口的地方,就从山口移出。

3、多因素性:雷电的分布与纬度、地形、地表性质等因素的关。我国南方比北方多;山地比平原多;内陆比沿海多。在一年中,随着气温、湿度的升高而增多,随着气温、湿度的降低而减少。至于那些终年气温、湿度都很高的地区,则雷电的季节性变化较小。我国雷电在一年中出现最多的是夏季,春秋次之;冬季除华南少数地区之外,极少有雷电出现。

三、闪电的基本类型:闪电通常是在有雷雨云时出现的,偶尔也在雷暴、雨层云、尘暴、火山爆发时出现。由闪电的不同形态和特征,可将闪电分为线状闪电、带状闪电、火箭闪电、片状闪电、热闪电、珠状闪电和球状闪电等不同类型。

1、自然界最常见的是线状闪电,它最主要的特征是细亮的发光光柱。如光柱平直而不分叉,象树干一样,则称为枝状闪电;如光柱蜿蜒曲折而又分叉,则称为叉状闪电。

2、带状闪电是一种宽约十几米,看上云呈带状的云地闪电,它是由于线状闪电的通道受强风影响而移动,致使闪电中的各次闪击的空间位置在水平方向上分开而呈带状。

3、火箭闪电是一种长路径的空气放电,肉眼可直接观测到放电象箭似地沿闪电通道缓缓移动,整个放电的持续时间约1秒。

4、片状闪电用来称呼那些使一片云或几块云所在的那一片天空发亮的闪电。热闪电用来称呼那些远得听不到雷声只看到闪光的闪电。片状闪电与热闪电常常较难以区分。

5、球状闪电指那种闪电通道看起来好象断裂成许多小段那样的闪电。每段长约数十米,远看又会造成一定危害的奇异闪电,通常在有强雷暴时出现。它外观呈球状,直径1020厘米(也有小于1厘米甚至大到几十米的),呈红、橙或黄色,存在时间小于5秒(少数超过1分钟),水平移动速度通常为每秒数米,它们沿着弯弯曲曲的路径在天空游荡,有时随着气流慢慢飘动;有时能停在半空中不动或由空中向地面降落;有时发出白光或粉红色的光。球状闪电有爱钻缝洞的癖性,有时从烟囱、窗户、门缝窜入屋内,在屋子里转一圈后又溜了出去。消失时常伴有爆炸并发出一声沉闷的巨响,也有无声无息消失的,它从出现到消失,时间只有几秒钟到几分钟。消失处常有股像臭氧或一氧化氮的气味,它的形成可能是被加热的空气球,例如,空气中的水分解成氢气和氧气。在某些条件下闪电通道裂成几块,组成一团团含氧气和氢气的气块。当高温气体冷却到3500时,氢气和氧气又化成水。这种化学反应剧烈地发生类似一种爆炸。也可能是极高密度的等离子体(电子浓度约为1025/)。它只所以能存在那么长的时间,是因为它吸收了闪电时产生的超短波辐射。当它把这部分能量释放出来的时候,就发出光和爆炸。

6、在线状闪电的路径上,还偶尔会出现一种少见的闪电——链状闪电。它好象一排发光的链球,挂在天空,在云层的衬托下,又如一条虚线在云幕上慢慢地滑行。链球的数目大约有2030个。

7、电晕放电:即尖端放电,在强电场作用下,物体尖锐部分发生的一种放电现象。物体曲率大处,电力线密集,电势梯度大,致使其附近部分气体被击穿而发生放电。如果物体尖端在暗处或放电特别强烈,这时往往可以看到它周围有浅蓝色的光晕。航海人员有时看到船桅附近冒出的蓝火,在一些尖屋顶上、烟囱顶部、避雷针上看到的冒烟和发光;登山运动员有时头发会冒火花,等等,都是这类的电晕现象。这是大气中的一种无声的放电现象。它们大都发生在雷雨时,因为这时大气有很强的电场,而地面尖端物体附近的电场更强。当尖端邻近的电场超过每厘米3万伏时,大气里的自由电子在尖端附近飞快地运动,途中又撞击很多空气分子,使空气分子电离,最后就要导致电离空气击穿而产生放电,引起物体尖端附近的发光现象。尖端电势相对于周围大气电势为正(负)的,称为正(负)尖端,这时与尖端符号相反的离子流入尖端,相同符号的离子远离尖端而形成离子云屏蔽层,它们造成了尖端放电的脉动性质。尖端放电的电流强度I与很多因素有关,对于地面附近的尖端放电,电流强度为: ) (+) 式中U是尖端与其周围环境的电势差;是风速;是离子运动速度,等于离子迁移率和环境电场强度的乘积;V是与尖端形状、高度、环境电学特征等因子有关的常数。在雷雨云临近时,树木、青草等自然尖端均要发生尖端放电。

8、一般闪电多为蓝色、红色或白色,但有时也有黑色闪电,它是一种最危险的闪电。由于大气中太阳光、云的电场和某些理化因素的作用,天空中会产生一种化学性能十分活泼的微粒。在电磁场的作用下,这种微粒便聚集在一起,形成球状物。这种球状物不会发射能量,从而可以长期存在,它没有亮光,不透明,所以只有白天才能观测到它,而且一旦接近它,它便会马上发生爆炸。

四、雷声的产生:

1、种类:天空中的雷电,一般是不会有多大危害的,这叫“高空雷”,由于发生的是云中闪电,雷声在云里面多次反射,在爆炸波分解时,又产生许多频率不同的声波,它们互相干扰,使人听起来感到声音沉闷,因此,又叫闷雷。另一种是清脆响亮,像爆炸声一样的雷声,一般叫“炸雷”。它对人类的危害最大,大都是从云层到地面的云地闪电,又把它叫做“落地雷”。当云中闪电下伸到接近地面时,地面就与闪电末端间的距离愈来愈近,电位差愈来愈大,许多地面物体的尖端部分就同时向空中很快地排出大量的正电。当闪电下伸发生的尖端放电,将要接触地面时,地面正电荷打破空气的约束主动迎上去,造成空气迅猛加热,剧烈膨胀,发生“卡嚓嚓”的声音,继之是一阵霹雳。它是距观测者很近的云对地闪电所发出的声音,观测者几乎在见到闪电的同时就听到了雷声。

2、形成:放电路径上的电能可以在十万分之几秒的极短瞬间释放出来,将它周围的空气柱加热到30000的高温所致,空气柱受热后以爆炸的形式膨胀开来。爆炸时,放电路径以3050个大气压力向外膨胀,在与四周气团相撞的过程中形成冲击波。这种冲击波约以每秒5千米的速度向外扩展,这样,位于闪电附近的人便听到震耳欲聋的霹雳。大约经过0.10.3秒以后,冲击波逐渐衰减为正常的声波,以每秒340左右的速度继续向周围传播,这就是我们平常听到的雷声。声波随距离的增加而减弱,一直可以传播到30千米远的地方。

3、传导:a、打雷的时候我们常常听到“雷声隆隆”,这是由于一次闪电可达3千米长,而且曲折的闪电路径上各点离开我们有远有近,声波传来有先有后的原因。又由于声波遇到云层、山岳、建筑物时被反射,有的声波经过几次反射,可能几次传入我们耳中,这样,雷声不仅被加强了,而且拉长了,前后可延续9秒钟。此外,当闪电引起的爆炸波分解时,产生许多音波,这些音波互相干扰或加强,听起来雷声就是一连串的轰隆轰隆声了。由于光速远大于声速,再加上声波在空气中衰减,因此,2030千米以外的雷声,一般是很难听到的。

b、在夏天的夜晚,有时会看到远处的夜空出现一闪一闪的闪光,这是远处的闪电被云反射过来的亮光。由于雷声在云雨中传播损耗太大,同时在雷雨时空气随着升高温度降低很快,高层空气密度小,低层空气密度大,而声音在密度不同的空气介质中传播速度不同,当雷声从高空传向地面时又逐渐被折射回向天空,因此,远处有雷电发生时,我们往往只见闪电,不闻雷声。

c、有电闪雷鸣的时候,往往要下雨。原因是:在雷电冲击波向外扩展的途中,它猛烈地冲击云中水滴,使水滴产生剧烈地加速运动。在短暂的一瞬间,使大小水滴之间产生碰撞,造成云里的水滴迅速增长,并下落成雨。闪电冲击波作用时间短,云滴增长的速度快,所以在隆隆的雷声不久,大雨就会滂沱而下。但有时云下空气干燥,雨滴在到达地面以前已经汽化,就会出现“光打雷不下雨”的干雷,有时云中起电作用不强,构不成放电现象,就又会光下雨,不打雷。

五、要辩证地看待雷电的功与过:矛盾着的每一方面,都不能孤立地存在和发展,没有和它对立的矛盾一方,它自己这一方就失去存在和发展的条件。从一定意义上来说,矛盾着的双方只有对立面发展了,它自己这一方才能得到发展。雷电是有害的,但是,正是因为它不断地给人类带来灾害,才促使人类不断地去研究它的发展规律,以达到对其防范并为人类服务的目的。正是在人类不断地研究雷电的过程当中,才逐渐地认识到雷电的形成、存在并发展以及对人类产生、人类社会存在并进一步发展的巨大意义。众所周知,人类对自然环境的影响是越来越大,。所以从这一方面来说,雷电活动越来越频繁,产生的几率也越来越大。因而,需要人类认真地研究人类自身与生存环境、尤其是与雷电的关系。

(一)、雷电的危害:雷电危害可分成直击雷、感应雷和雷电波侵入3种,造成危害较多的主要是感应雷和雷电波侵入。它会形成强大的电流,炽热的高温,强烈的电磁辐射,以及伴随的冲击波等,具有极大的破坏力。直击雷容易击中地面上的高大建筑物,强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压能潜入室内危及电视、电话及联网微机等弱电设备。在电闪雷鸣的天气里容易发生雷击。雷击的发生是由于闪电从空中到地面实施放电,雷电总是会选择最容易走的路径,所以放电时强烈的电流会首先通过地面上的导体来释放。因而很多较高的建筑物都装有避雷针,以防建筑物被雷击坏。

1、雷雨时,雷雨云和地面上的行人,一般离得很近,一旦带正电的云层冲下来和人身上的负电会合,人就要遭到雷击了。强大的电流通过人身,皮肤上出现灰白色的肿块和线条,严重的话,致人当场死亡。在闪电路径经过的地方,因高温而使物体燃烧,会引起火灾。这对易燃物仓库的威胁最大,也是森林起火的重要原因之一。

2、雷电所产生的静电场和电磁辐射,干扰电话通讯,甚至使通讯暂时中断。铁路上的自动信号装置、导弹的遥控设备等,都会因雷电的静电场和辐射场的影响而完全失灵。

3、雷电引起的冲击波,能使建筑物中的玻璃物品碎裂,甚至使烟囱崩毁、墙垣倒塌。雷电还常破坏高压输电系统,造成停电事故;有时还破坏有线通讯,甚至会沿着电话线窜入室内,使室内人员遭受危害。

(二)、雷电的贡献:首先,在生命起源的过程中,雷电起到了重要作用。洪荒时期的地球周围,存在着由火山喷发出的大量气体——甲烷、氨气、氢气和水蒸气,这些气体在紫外线、宇宙空间辐射的作用和强烈的雷击下,产生了构成生命有机体的“基本元件”——氨基酸,从而使有自我复制和繁殖能力的原始生命终于慢慢地产生了。

第二,雷电给人类带来了火。在从猿到人的演变过程中,由于雷击引起森林起火,启发了我们的祖先学会用火,因森林起火被烧死的动物躯体,比生吞活剥的动物吃起来有滋有味,使远古人类习惯了吃熟食。富有营养的火烧食品的长期食用,促进了人体肌肉和大脑的发育,使人类在进化旅途中跨进了一大步。

第三,雷电能净化环境。雷电发生时,强烈的电化学、光化学作用,会使空气中的部分氧气发生化学反应,生成具有杀菌作用的臭氧。因此,一场雷电过后,空气中弥漫着少量臭氧,加之雷雨时,空气又等到了“清洗”,使人会感到格外的清新舒适。

第四,雷电在农业上的隐形功劳则更大。雷电会使空气中的氧气和氮气化合成二氧化氮。二氧化氮被雨水溶解落地后便成为农田必须的天然氮肥。有人估算,每年因雷电生成的氮肥约4亿吨。在常有雷电发生的地区农作物生长茂盛,就是雷电制肥的证明。科学家还发现,雷电还可引起高空和地面间的电压。这个电压越大,植物的光合作用和呼吸本领就越强。有人曾观察对比,雷电后12天内,植物的生长和新陈代谢特别旺盛,如果在作物的生长期内有56次雷电发生,农作物的成熟期将提前一周左右。

第五,地球上每天会有800万次雷电。一次雷电,云和大地间的电压可达1亿伏,电流强度可达10万安培,闪电的长度可达1万米,电火花直径也有十几厘米,闪电的功率可达100亿千瓦,是我国葛洲坝水电站发电功率的几千倍。虽然目前人们还未想出利用雷电造福人类的方法,但是,雷电的确是一种强大的能源。

六、雷电的防范:近地面的雷电发生将给人类带来灾难,那么,如何预防呢?

(一)人的防雷 1、当电闪雷鸣的时候,假如你正行、走在空旷的田野上,应做到:一是,在平坦的开阔地带,最好不要骑马、骑自行车、驾驶摩托车或敞蓬拖拉机,因为此时的你可能成为周围环境的突出物体而招致雷击。不要使自己成为尖端,要尽量降低自身的高度。不应该把铁锹、锄头等带有金属的物体扛在肩头高过头顶,因为这样会增加闪电直接击中的机会。若四周没有比自己高的物体,那么举着雨伞将是很危险的。二是,要尽量缩小人体与地面的接触面,以减少跨步电压的伤害。最好的办法是寻找一个沟谷或凹地,不得已时就在平地上双脚并拢蹲下,既降低了高度,又可以防止跨步电压。

2、在市郊地区,最好能躲入一栋装有金属门窗或设有避雷针的建筑物内,也可躲进有金属车身的汽车内。一旦这些建筑物被雷击中,它们的金属构架或避雷装置会将闪电电流导入地下。而在车内,闪电在经过潮湿的轮胎进入地下以前,它们已经通过金属车身绕过了车中的乘客,使他们安然无恙。

3、稠密的树林中,最好找一块林中空地,选与四周树木差不多远的地方,双脚并拢蹲下。这时由于高大树木易遭雷击,从而保护了开阔地区的避雷者。在大树下或高楼旁躲雷雨是极不安全的,因为这种高大物体易受雷击,而雷击易产生侧闪络、接触电压和跨步电压,严重者可致人死亡。

4、野外工作或者在山间旅游,如路遇山洞也可进入避雷。在洞内站立,并拢双脚,身体任何部分均不能触及洞壁或洞顶。因为山洞是地表的一部分,一旦落雷,接触电压和跨步电压都可能致人死命。

5、雷电时,应避开山顶和山梁;远离高大物体和金属物体(如铁栅栏、铁轨等);最好不要到湖泊、河海等处钓鱼和划船,也不要去游泳,因为这些导电体容易引雷。更不要靠近或接触避雷设备的任何部分,以防旁侧闪络、接触电压和跨步电压。

6、在雷电发生时,人、畜都不要到大树、高塔和高墙下避雨,不要靠近和接触潮湿的、带电的、金属的东西,不要在架空线路和电线杆下行走,不要在河岸边停留、划船,不要站在空场地上。装有室外天线的收音机、电视机等都应将天线可靠地接地。

7、打雷时,在室内不要打手机、接听电话或接收BP机信号;不要在卫生间洗澡、因这时的热水器有可能成为雷电放电的通道(尽管热水器已经可靠地接地了);不要靠近金属管道、墙壁、电源线路、自来水管道或煤气管道,应关闭门窗拉上窗帘并远离门窗并拔去所有的电源插头以及网线插头、有线电视插头和固定电话插头。

(二)建筑物防雷 ,安装防雷装置是个有效的措施。防雷装置一般由避雷针、避雷带、引下线、接地极等几部分组成。避雷针因在房屋的高处,其尖端曲率半径又极小,分布在其内的负电荷所产生的电场很大,易使其周围的空气电离而造成一条可以导电的通道。并且避雷针是金属做的,是电的良导体,当电荷传到避雷针尖上时极易沿着金属线流入大地。这一电流通道可使云层和建筑物间的正负电荷中和,使云层放出的电荷完全通过避雷针流入大地,以保护人身和建筑物的安全。

1、对于屋面坡度小于27°、长度小于30的坡屋,由于雷击点多发生在山墙脊面处,可在这个地方安装短针和避雷带。引下线沿外墙明装,入地后与接地极(0.60.8深)连接。接地极离人、畜经常走动的地方约3以上。接地阻值约30。对于平面屋,由于雷击点多发生在四个屋角处,可沿平顶屋檐安装一圈避雷带,其它部分与坡屋面相同。避雷带及所有的支架引线原则上都要用直径8㎜圆钢连接并与避雷针焊接固定,使之成为一个电气整体。

2、安装避雷针也可利用房屋附近的高树及其它地物、地形。为防止线路感应高电位引入建筑物内,进户线与防雷设备的距离要至少1以上。另外,要求用直径8㎜圆钢将进户线的瓷瓶铁脚进行接地,接地阻值不要大于20

3、露天的输电导线上要悬挂避雷线。该线一般是一条接地良好的钢导线,也叫架空地线。它的保护空间像三角柱体,保护角为50°。另外,像露天的铁路信号、各种遥控装置、设有室外天线的仪器设备等,一般都装有各种避雷器。当雷电产生的大气过电压超过安全值时,避雷器就被击穿导通,闪电电流通过它传入地下,从而保护了设备的安全。

(三)其它防雷、减雷措施:人们还利用雷电探测仪来了解雷电活动规律,帮助人类避免各种飞行器的飞行事故,保证导弹、卫星、航天飞行器等的安全发射,并为及时发现森林由于雷击造成的火灾提供可靠的依据。另外,人们还利用人工影响雷电实验以达到减少或削弱雷电的活动。

例如,1、在积雨云内播撒大量成冰催化剂,在播撒成冰催化剂(如碘化银)之后,云中产生大量的冰晶,使过冷水蒸发,从而减弱云中的起电过程。

2、在积雨云中播撒大量细小的金属针,通过金属针的电晕放电,使雷暴电荷的损耗加快,减弱电场强度,从而削弱或消除雷电。

3、人工触发闪电:将火箭等发射到积雨云中,使云和火箭之间形成雷击,以减少雷电对保护目标的威胁。

4、利用人工破坏雷雨云的结构:用土炮等手段轰炸雷雨云,影响云中的气流、水汽供应以及降水状态等条件,进而减弱雷电的活动。

5、影响上升气流的活动:在云中的适当部位投掷一定数量的氧化铜粉和粘土类的物质,当它们下落时,会激起一种具有破坏性的下沉运动削弱上升气流或采用涡轮喷气式飞机在上升气流区域内作大角度有规律地俯冲运动,人为地制造下沉气流,也可使雷电削弱。

6、利用地面的高压电线控制小块浓积云里的电荷:在离地面10的空中,架设几条长达10千米的细金属线,每当这一地区上空将要出现雷电时,就给导线加上几十万伏的高电压,这时由于电晕放电,就会有大量的电子从电线上跑到空气里,并被空气分子、灰尘等“捕捉”而形成许多空气离子,这些带电空气离子被上升气流带到云里,附着在云中的水滴和冰晶上,从而控制云里的电荷,消除云中的一些带电中心,达到防止雷电的发生。

7、人工“捉”电:当积雨云到达我们上空即将发生雷电的时候,把用一根带有很长导线的火箭发射到积雨云中,这样积雨云所带的电荷就迅速地传到火箭上,由导线传到地面上来,如果能够研究出一种设备把这些电能储存起来的话,这样就可以解决人类的能源问题。

综述,雷电虽然危害性很大,但是并不可怕,只要我们不断地学习有关雷电知识,做到时时防范,就能够把雷电造成的损失减小到最低的程度。同时,也要不断地去研究雷电的发生发展规律,采取一定的措施去人工影响雷电,以达到减少、削弱甚至削除乃至利用雷电的目的。

参考文献

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6、 走近科学栏目组.“捉”雷的人.CCTV10.2007.7

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/b913239cb8f3f90f76c66137ee06eff9aef8490d.html

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