雷電是如何發生的?戶外活動如何防範雷擊風險?


(綜合報導)自古以來,人們就意識到雷電的「破壞力」。古人曾認為“雷為天怒”,《論語》則要求人們遇到雷電時,要正襟危坐……這些無不體現著先人對雷電這一現象的敬畏。

東漢王充專門對雷電進行研究,認為雷電是“一聲一氣”,當陰陽相爭時,劇烈地對抗、摩擦,形成雷電。

從現代科學理論來看,雷電是一種自然現象,發生在積雨雲中,當雲中的電荷分佈不均,電場強度達到一定程度時,就會產生放電現象。閃電可分為雲閃(主要指發生在雲內、雲間或雲與空氣之間的閃電)與地閃(指打到地面上的閃電),整體上雲閃與地閃的比例約為3: 1。

這樣看來,王充的理解已隱約觸碰到了雷電的本質,顯示出先人從被動接受自然現像到主動解釋自然規律的不斷嘗試。

關於雷電現象,公眾感官上將其分為看到的「閃」和聽到的「雷」。 「閃」是巨大電流通過放電通道時釋放能量所產生的耀眼閃光。電流產生的加熱效應導致周圍空氣迅速膨脹,形成衝擊波,再經過空氣傳播,就成為我們聽到的雷聲。雷聲的種類與人類距離閃電遠近有關,當距離較近時,雷聲就是爆裂聲;當距離較遠,雷聲就是隆隆聲。雷聲和閃電的形成是同步的,但是在大氣中聲速遠小於光速,這就會造成先看到閃光,後聽到雷聲的情況,因此可以根據這個時間差來估算閃電的距離。由此看來,「閃電」「雷電」「打雷」實際上是一回事,本文根據上下文的脈絡選用。

由於閃電距人類較遠,因此並非只有肉眼看到的體量。實際上,雷電通道短的有幾百米,長的可伸展至幾十公里到幾百公里。雷電通常呈現出樹枝狀的分叉結構,但有些雷電通道卻呈現光滑幾乎無分叉的特徵,有些雷電可能會在短時間內多次放電,這使得自然界中的雷電通道千姿百態,如蜘蛛般爬行舞動的蛛狀閃電、「瘦成一道閃電」般的線狀閃電、視覺上有一定寬度的帶狀閃電等,在中高層大氣中也存在紅色精靈、藍色噴流等放電現象。更特別的,動畫片《黑貓警長》中極為恐怖的「兇手」球狀閃電,是不少「90後」的童年惡夢。根據目擊者描述,球狀閃電能隨氣流起伏在近地空中自在飄飛或逆風而行,可透過開著的門窗進入室內,甚至可能碰到障礙物而引發爆炸。

此前,世界氣象組織(WMO)公佈了迄今為止探測到的跨度最長的閃電——2018年10月31日發生於巴西南部的一道閃電,橫向跨度709公里,相當於從湖北武漢直接閃到了上海。 WMO同時也公佈了持續時間最久的閃電——2019年3月4日阿根廷北部的一道閃電持續了驚人的16.73秒。

雷電常伴隨強風、暴雨一起出現。但實際上,光打雷不下雨的情況也不少見,俗稱「旱天雷」。甚至晴朗無雲的天空中也會突然電閃雷鳴,宋代詩人楊萬裡詩中“平地跳雪山,晴空下霹靂”,記錄的就是這種情況。

晴天打雷是因為閃電放電過程是可以在空氣中延伸的。有時,閃電的放電通道從積雨雲中延伸出來,經過相對較長的距離,在上方沒有下雨、甚至沒多少雲的位置擊中地面,這也就是所謂的「晴天霹靂」了。因此,「晴天霹靂」並不是說在萬裡無雲的天氣中憑空發生一次雷擊,而是指附近雷暴過程中的雷電通道延伸出雲外。對比之前的閃電分類,有時我們可以看到空中有閃電劃過,但並未落地,這屬於雲閃;如果閃電最終擊中了高樓大廈、房屋、樹木等地面上的物體,就屬於地閃。晴天霹靂和常見的雷電現象本質上是一樣的,只是雷擊位置不同而已。需要指出的是,在戶外活動時,即使所處位置並未有狂風暴雨,但聽到遠處的雷聲,也需要提高警惕,及早尋找合適的庇護場所,遵循防雷原則,確保安全。

那雷電在哪些地方多發呢?以我國為例,雷電主要集中在每年4月至9月,其中6月至8月為高發生期。從空間來看,我國東部濕潤地區每年每平方公里平均發生6.7次閃電,西部寒旱地區約1.9次。中國陸地區域閃電高發區主要分佈在北迴歸線附近和以南的地區,包括廣東和廣西南部、海南島中北部,最密集的地區每年每平方公里大約發生31.4次閃電,中國氣象局雷電野外科學試驗基地就選址在廣東從化,有更多的機會取得閃電資料。而極低值區主要分佈在西部的沙漠、戈壁灘和盆地內,包括塔里木盆地和塔克拉瑪干沙漠、柴達木盆地、羅布泊和庫姆塔格沙漠、準噶爾盆地的古爾班通古特沙漠等,每年每平方公里發生閃電次數低於0.2次。

閃電發生時,亮光可以照亮一片天空,伴隨隆隆雷聲,給人雷霆萬鈞之感。呂偉濤介紹,實際上,閃電輸送的能量並沒有想像中那麼大,一次普通的地閃釋放的能量大約是10億焦耳。但是,它持續的時間往往非常短,最強烈的回擊過程通常只持續數十微秒(1微秒=0.000001秒),也就是說,這些能量是在瞬間釋放的,威力絕對不容小覷。

據估計,全世界每年雷電導致的傷亡可達數千人甚至上萬人。人體遭受雷電傷害的方式可能是直接遭雷擊傷害,也可能是因為接近雷電流洩放通路,以跨步電壓等形式間接遭受傷害。劉恆毅介紹,地閃回擊電流強度可達數十到上百千安,這樣的電流可以將人瞬間擊穿,發生嚴重的傷害,甚至危及生命。同樣的,雷電擊中建築物、油庫、輸電線路、牧場、森林樹木等人類經濟、工作、生活場所,也會對各種財產造成直接損害。而雷電以突波電壓、電磁脈衝幹擾等形式也會間接導致電力系統、通訊系統、雷達設備,以及其他電子資訊系統的故障或損壞。劉恆毅提醒,雷雨天氣一定要提高警惕,萬不可掉以輕心,民眾應密切注意氣象部門發布的預報預警訊息。



劉靜

華人今日網改版啟示

發佈時間:2024-05-21
易搜網汽車買賣

老東方傢俱

版權所有 華人今日網