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雷电及防护风雨雷电的传说在古代，人们往往将一些不能解释的自然现象如风、雨、雷、电以至土地、河流等归于神力，从而加以崇拜。这从某种程度上体现了人与自然之间的协调和谐关系。这种和谐关系是在人们认识自然的能力有限、受制于自然、顺应自然的条件下，人与自然之间一种原始和谐•雷公电母雷公司掌天庭雷电。雷公名始见《楚辞》，因雷为天庭阳气，故称“公”。雷公长得象大力士，坦胸露腹，背上有两个翅膀，脸象红色的猴脸，足象鹰爪，左手执楔，右手持锥，身旁悬挂数鼓。击鼓即为轰雷。雷公电母之职，原来是管理雷电。但是自先秦两汉起，民众就赋予雷电以惩恶扬善的意义。认为雷公能辨人间善恶，代天执法，击杀有罪之人，主持正义。•。古代雷电现象解释•我国古籍中，有关雷电理论的记载十分丰富。例如东周时《庄子》上记述：“阴阳分争故为电，阳阴交争故为雷，阴阳错行，天地大骇，于是有雷、有霆。”(疾雷为霆)这些学说与现代的雷电学说是如此相似，不过它比现代雷电学说要早2000多年。雷电的种类及其危害•雷击有极大的破坏力，其破坏作用是综合的，包括电性质、热性质和机械性质的破坏。根据雷电产生和危害特点的不同，雷电可分为以下四种：•1．直击雷2．球形雷3．雷电感应4．雷电侵入波直击雷是云层与地面凸出物之间放电形成的。直击雷可在瞬间击伤击毙人畜。球形雷是一种球形，发红光或极亮白光的火球。球形雷能从门、窗、烟囱等通道侵入室内，极其危险。雷电感应分为静电感应和电磁感应两种。静电感应是由于雷云接近地面，在地面凸出物顶部感应出大量异性电荷所致。在雷云与其他部位放电后，凸出物顶部的电荷失去束缚，以雷电波形式，沿突出物极快地传播。电磁感应是由于雷击后，巨大雷电流在周围空间产生迅速变化的强大磁场所致。这种磁场能在附近的金属导体上感应出很高的电压，造成对人体的二次放电，从而损坏电气设备。雷电侵入波雷电冲击波是由于雷击而在架空线路上或空中金属管道上产生的冲击电压沿线或管道迅速传播的雷电波。雷电侵入波可毁坏电气设备的绝缘，使高压窜人低压，造成严重的触电事故。雷电危害古籍中关于雷击事故•北宋著名科学家沈括(1031-1095年)在《梦溪笔谈》中，记述了一次球状闪电的实况，描述了暴雷运行的过程。•球形闪电自天空进入“堂之西室”后，又从窗间檐下而出，雷鸣电闪过后，房屋安然无恙，只是墙壁窗纸被熏黑了。令人惊奇的是屋内木架子以及架内的器皿杂物（包括易燃的漆器）都未被电火烧毁，相反，镶嵌在漆器上的银饰却被电火熔化，其汁流到地上，钢质极坚硬的宝刀竟熔化成汁水。令人费解的是，用竹木、皮革制作的刀鞘却完好无损。•上述奇异现象，令沈括及历代科学家们无法做出准确解释，成为历史上的一个悬案。球状闪电俗称滚地雷，就是一个呈圆球形的闪电球。球状闪电---通常都在雷暴之下发生，它十分光亮，略呈圆球形，直径大约是20至50cm。通常它只会维持数秒，但也有维持了1-2分钟的纪录。更神奇的是它可以在空气中独立而缓慢地移动。有的目击者看见它像火球掉地上又弹回空中消失。有少数目击者说它会随着金属物品走，例如电话线，但多数人都说它的路径不定。绝大部份目击者都说它是横向移动的。在它短短几秒的生命中，它的光度、形状和大小都保持不变。千奇百怪的目击记录•上世纪40年代，在法国的小城镇里，有3个士兵在一棵菩提树下躲雨时被雷击毙了，但他们仍然站着，像没事一样。雷雨之后，行人跟他们说话，却不见回应，当行人去接触他们时，3具尸体顿时倒地，化成了一堆灰烬。•1956年夏的一个正午，在苏联某个集体农庄，两个孩子在牛棚里躲雨。突然，房前的白杨树下滚落一个橙黄色的火球直向他们逼来，一个孩子踢了它一脚，轰隆一声，火球爆炸了，牛棚里的12头牛炸死了11头，孩子们被震倒在地，但没有受伤。事后，人们才知道那个火球是罕见的球状闪电。•1999年3月16日下午，我国湖北省北部的枣阳市忽然间闪电频发，雷声惊天，当场造成9人死亡、20余人受伤的罕见灾害。据目击者称，雷击现场有一片红光，这正是球状闪电的特征。风雨雷电形成的科学解释•风：由于纬度、经度差异，太阳照射使得地表热量分布不均，从而发生空气流动，就形成了风。•雨：蒸发的水蒸气在液化后空气中聚集，形成凝结核，逐渐增大，当到达一定程度时就会形成雨落。•雷电：由于云层相互摩擦、碰撞而使不同的云层带不同的电，当电压达到可以穿过空气的程度以后，临近的两片云层会发生放电现象，产生电花和巨大的响声。雷云的形成•雷电的形成与带电的云层---雷云的存在分不开，有关雷云形成的假说很多，但至今尚未有一种被公认为无懈可击的完整学说•雷电的成因或者说主要能源来自于大气的运动，没有这些运动，是不会有雷电的。这也说明了为什么雷电总伴随着狂风骤雨而出现。•人们通常把发生闪电的云称为雷雨云,其实有几种云都与闪电有关,如层积云、雨层云、积云、积雨云，最重要的则是积雨云。假说地球本身就是一个电容器。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。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。电容器实验：杯装水--电容器装电雷电成因•雷电是大气中的放电现象，多形成在积雨云中，积雨云随着温度和气流的变化会不停地运动，运动中摩擦生电，就形成了带电荷的云层，某些云层带有正电荷，另一些云层带有负电荷。另外，由于静电感应常使云层下面的建筑物、树木等带有异性电荷。随着电荷的积累，雷云的电压逐渐升高，当带有不同电荷的雷云与大地凸出物相互接近到一定程度时，将发生激烈的放电，同时出现强烈的闪光。由于放电时温度高达2000℃，空气受热急剧膨胀，随之发生爆炸的轰鸣声，这就是闪电与雷鸣。•雷电的特征：雷电现象是自然界中一种瞬间放电现象，同时伴随有雷声，具有高电流（约数十至数百千安）、高电压（几百万到几千万伏）、变化快、放电时间短、辐射强等特征。•雷击：当天空中有雷云的时候，因雷云带有大量电荷，由于静电感应作用，雷云下方的地面和地面上的物体都带上与雷云相反的电荷。雷云与其下方的地面就成为一个已充电的电容器，当雷云与地面之间的电压高到一定的时候，地面上突出的物体会放电•尖端放电（实验演示）雷击具有一定的规律•雷击其实与带电体发生电火花相似，都是电场击穿空气而发生的放电现象。物体的尖端处，就较容易击穿空气出现放电火花。因此，突出地面越高的物体和导电性能越好的物体就越容易受到雷击。雷电活动具有一定的规律•雷电的大小和多少以及活动情况，与各个地区的地形、气象条件及所处的纬度有关。一般山地雷电比平原多，建筑越高，遭雷击的机会越多。雷电活动日雷电活动从季节来讲以夏季最活跃，冬季最少。从地区分布来讲是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少。我国平均雷电日的分布大致可以划分为四个区域：西北地区一般15日以下；长江以北大部分地区在15～20日之间；长江以南地区平均雷电日达40日以上；北纬23°以南地区平均雷电日达80日。（广东的雷州半岛地区及海南省，是我国雷电活动最剧烈的地区，年平均雷电日高达120--130日。）总的来说，我国是雷电活动很强的国家。极地最少。雷击的选择性•年平均雷电日这一数字只能给人们提供概略的情况。事实上，即使在同一地区内，雷电活动也有所不同，有些局部地区，雷击要比邻近地区多得多。如广州的沙河，北京的十三陵等地。我们称这些地方为该地区的“雷击区”。如果地面土壤电阻率的分布不均匀，则在电阻率特别小的地区，雷击的几率较大。这就是在同一区域内雷击分布还是不均匀的原因。这是因为在雷电先驱放电阶段中，地中的电导电流主要是沿着电阻率较小的路径流通，使地面电阻率较小的区域被感应而积累了大量与雷云相反的异性电荷，雷电自然就朝这些地区发展。•与地质、地理条件有关（地形、地下矿床）•这种现象我们称之为“雷击选择性”。易雷击的几种情况1•在湖沼、低洼地区和地下水位高的地方也容易遭受雷击，因电阻率特别小。•此外地面上的设施情况，也是影响雷击选择性的重要因素。如果地面上有一座较高的尖顶建筑物，例如一座很高的铁塔，由于这些建筑物的尖顶具有较大的电场强度，雷电先驱自然会被吸引向这些建筑物，这就是高耸突出的建筑物容易遭受雷击的缘故。•在旷野，即使建筑物并不高，但是由于它是比较孤立、突出，因此也比较容易遭受雷击。调查结果表明，在田野里供休息的凉亭、草棚、水车棚等遭受雷击的事故是很多的。易雷击的几种情况2•从烟囱冒出的热气柱和烟囱常含有大量导电微粒和游离分子气团，它们比一般空气易于导电，这就等于加高了烟囱的高度，这也是烟囱易于遭受雷击的原因之一。因此，在一支较高的烟囱附近，如果有一支较低的烟囱，在高烟囱不冒烟而低烟囱冒烟的情况下，雷电往往直接击在低烟囱上。所以在高低两条烟囱并排时，即使低烟囱在高烟囱雷电保护范围之内，但仍然要求两条烟囱都要装避雷装置。•建筑的结构、内部设备情况和状态，对雷击选择性都有很大关系。金属结构的建筑物、内部有大型金属体的厂房，或者内部经常潮湿的房屋，由于具有很好的导电性，都比较容易遭受雷击。雷电的危害主要有雷电产生强大电流，瞬间通过物体时产生高温，引起燃烧、熔化；雷击爆炸作用和静电作用能引起树林、电杆、房屋等物体被劈裂倒塌；雷电放电时能使物体产生数万度高温，空气急剧膨胀扩散，产生冲击波，具有一定的破坏力；雷电流在周围空间形成强大电磁场。电磁感应能使导体的开口处产生火花放电，如有易燃，易爆物品就会引起爆炸或燃烧。而在闭路导体中，因强大的感应电流也会引起燃烧。尖端放电与避雷针•尖锐、细小的顶端，弯曲很厉害处附近，电场强度剧增，致使这里空气被电离而产生气体放电；当雷雨云过境时，在云与地面间形成强电场。在地面凸出物如建筑物尖顶、树木、山顶草、林木、岩石等尖端附近，等电位面就会很密集，这里电场强度极大，空气发生电离，因而形成从地表向大气的尖端放电。避雷针•避雷针是一根耸立在建筑物顶上的金属棒与金属引下线和金属接地体等三部分组成的防雷装置。•它的作用是使可能会袭击建筑物的闪电吸引到它上面，再进入地里，借以保护建筑物。避雷系统避雷系统避雷系统惨痛教训•2007年5月23日电5月23日下午4:34分，重庆市开县义和镇兴业村小学突然遭遇雷击。目前已查明，本次雷击共造成该小学四、六年级学生伤亡46人，其中，死亡7人，重伤19人，轻伤20人。兴业村小学位于开县义和镇兴业村5组（距开县县城50公里），共有二年级、四年级、六年级3个教学班，学生总人数152人。5月23日下午4时许，开县电闪雷鸣，突降雷阵雨，正在上课的兴业村小学四、六年级两个教学班95名学生遭到雷击。通过核实，该学校教室为砖石墙体的四合院平房，教室楼顶没有安装避雷设施。•中广博客惨痛教训惨痛教训惨痛教训惨痛教训惨痛教训惨痛教训惨痛教训如何预防雷击灾害1•空旷地带和山顶上不要使自己成为尖端，也就是说，要尽量降低自身高度，不应该把铁锹、锄头、高尔夫求棍等带有金属的物体扛在肩上高过头顶，因为这样会增加闪电直接击中的机会。如果四周没有比自己高的物体，那么举着雨伞将是很危险的。要尽量缩小人体与地面的接触面，以减少跨步电压的伤害。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，又可防止跨步电压。如何预防雷击灾害2在稠密树林中，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。雷雨时如果身在空旷的地方，应该马