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雷电这自然界中令人震撼的景观，在中西文化中都留下了秘的传说。古希腊话中宙斯手持雷霆，掌控天空与人间的命运；在话中，雷公电母分司雷电，驱邪惩恶，守护着世间的安宁……这些传说为雷电蒙上了奇幻的彩，也让它成为人类敬畏自然的象征。
从科学角度，雷电到底是什么呢？本期科普看台带您入解析雷电形成的机制及其危害，并为您分享实用的雷避险知识。
顾问：
气象科学研究院南京气象科技创新研究院院长 吕伟涛
气象科学研究院研究员、人工引雷野外科学试验团队成员 樊艳峰
雷电中藏着多少秘密
近期，全国开启雷电“发模式”——江西南昌、福建宁德等多地气象部门都接连发布雷电预警。乌云翻涌间，闪电划破天际，轰隆雷声炸响。那么，这股“震撼”天地的自然力量从何而来？又会给我们的生活带来怎样的影响？
雷电的起源——云层电荷的碰撞
雷电是种放电现象，通常产生于对流发展盛的雷暴云中，常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹。
雷暴云的顶部般较，可达20千米，云里存在多种粒子，如冰晶、霰、水滴等。随着雷暴云的不断发展，不同的粒子在运动、碰撞过程中会形成不同电荷的分离，这就是雷暴云中主要的起电机制。
“研究表明，典型的雷暴云呈现三层电荷结构特征，上部以正电荷为主，中下部以负电荷为主，底部还有个小的正电荷区。这样，云的不同区域之间就会形成电位差，当电场强度达到定程度，就会产生放电。”气象科学研究院南京气象科技创新研究院院长吕伟涛说。
雷电的强度非同小可——其峰值电流平均约为20—30千安培（kA），大可达数百kA渭南家具封边胶价格，电压约为1亿至10亿伏特。什么概念？“闪电的瞬时功率峰值可达数十亿千瓦，远般发电站的输出功率。但闪电放电非常快，如电流强的回击过程持续时间仅为数十到数百微秒，所以次典型的闪电释放的能量并没有想象中那么大，也就是几百度电而已。”吕伟涛表示。
那么为何会有雷鸣呢？“因为在放电过程中，由于闪电通道中温度骤增，空气体积急剧膨胀，产生冲击波，进而致强烈的雷鸣。”
闪电的模样——姿态万千的光影
这些划破天际的闪电，还有着千奇百怪的 “模样”。其中常见的有云闪和地闪——云闪通常发生在雷暴云内部或云间，而地闪则是云与地面之间的放电现象。我们通常看到的闪电呈现树枝状分叉形态，这是因为在放电过程中，电流会倾向于寻找容易放电的路径，而空气中存在着各种不均匀，使得电流在传播过程中不断分支，形成了特的树枝状。
北京上空的闪电 图/郑睿
云内闪 图/毛泽浩
如果你观察过闪电的颜，就会发现有时泛白、有时发紫，有时又透出蓝光——这与闪电的温度密切相关。闪电通道的温度可达1万至3万摄氏度，比太阳表面温度还5倍以上。通常来讲，温度越，颜越偏蓝；若空气中水汽、尘埃较多，光线散射会让闪电呈现紫或其他颜。
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此外还有种罕见的“球状闪电”，其通常呈现为直径10至40厘米的发光球体，颜有橙红、紫、蓝白等，甚至带有幽绿光环。这种闪电行为“诡异”，会以每秒1至2 米的速度缓慢移动，既能悬停半空，也能沿电线或水管滑行，甚至穿透窗户、门缝进入室内——2014 年山西省运城市的球状闪电就曾穿过窗户并瞬间爆炸，致 5 台计机损坏。此外，北宋科学、政沈括所著的《梦溪笔谈》中也记录了球状闪电穿透房屋、熔化银饰却不引燃木质漆器的奇景。
雷电的影响——自然力量的双面应渭南家具封边胶价格
闪电不仅形态多样，其对我们生活的影响也是双面的。
先，雷击可能直接致人员伤亡，每年都有因雷击而丧生的悲剧发生。当雷电击中树木、建筑物或易燃物时，易引发大火。此外，雷电产生的电磁干扰会影响电力系统、通信系统、雷达等设备的正常运行，致故障或失，通信网络乃至每个庭的用电器都有可能遭受雷电的威胁。
但雷电并非只有坏处。在雷电放电的过程中，空气中的氮气和氧气会发生化学反应，生成氧化氮，并进步与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮与雨水结形成硝酸，随后随雨水落到地面后，与土壤中的矿物质反应，形成可供植物吸收的氮肥。有研究测，雷电在地球生命的起源中发挥了重要的作用。
中央电视塔上的闪电 图/马颖
雷电预警——气象信号的分与御
面对雷电可能造成的损失，科学范的步，就是读懂气象部门发布的预警信号。
按照气象局发布的《雷电预警信号标准》，统分为黄、橙、红三，逐增强。黄预警表示 6 小时内可能发生雷电活动，可能造成雷电灾害事故；橙预警意味着2小时内雷电活动可能很大，或已受影响且可能持续，出现雷电灾害事故的可能比较大；而红预警则是2小时内雷电活动可能或已强烈发生且可能持续，出现雷电灾害事故的可能大。
值得注意的是，虽然国标准为三，但部分地结本地气候特点增设了蓝预警。例如，北京市就有雷电蓝预警，其标准为3小时内可能发生雷电活动，伴有短时大风或小冰雹，提醒公众暂停登山、游泳等户外活动并做好避险准备。这种分贴北京多分散雷阵雨的气候特征。今年 4 月17日，针对山区和空旷地带的雷电风险，延庆、昌平、怀柔等地就发布了蓝预警。
当我们看到气象台发出的预警，就应立即采取对应措施：黄预警时密切关注天气并避露天集会；橙预警时停止户外生产活动并远离孤立物体；红预警时非要不外出，在室内也要注意远离金属门窗等。
总之，雷电天气时我们都应优先选择有雷设施的建筑物避险，避在空旷地带停留，以大限度减少灾害风险。（于桐）
人工引雷：探索雷电的钥匙渭南家具封边胶价格
两千年前，屈原在《九歌·山鬼》中写下“雷填填兮雨冥冥”，勾勒出雷电交加、雨幕低垂的秘图景。而今，气象局雷电野外科学试验基地的们已架起连接天地的“引雷之桥”，将狂暴的闪电化作可控的科研样本。
人工触发的闪电通道 图/吕伟涛
自然闪电通常起始于雷暴云中，这是种对流发展盛、具有频繁起电和放电特征的云，即具有定起电和雷电活动的对流活动盛的云中，这也是开展人工引雷作业的要条件。“人工引雷，就是在雷暴环境下利用特定装置和技术手段，在自然雷电发生之前，人为触发雷电并引雷电落在预定位置，从而进行科学试验。”气象科学研究院研究员、人工引雷野外科学试验团队成员樊艳峰介绍。
那么，保温护角专用胶人工引雷是如何实现的呢？目前，广泛采用的是火箭拖带细金属线的法。当雷电即将发生时，雷暴云层中的电场会影响地面的电场，科学通过测量地面的电场强度，断出云层中放电环境的发展趋势，从而确定引雷的佳时机。般要求雷暴云对流比较盛、起电相对剧烈。当条件适时，试验人员将拖带有金属丝的小型火箭发射升空。引雷火箭的内部装有发动机和点火装置，外部拖带根细长坚固的金属丝。金属丝不仅需要足够结实来承受上升过程中的拉力，还要尽量轻便以减轻火箭负荷。火箭的发射速度有严格要求，若速度过快，会拉断金属丝；过慢，则赶不上带电粒子的漂移速度，致不能冲破火箭头部的屏蔽电荷层，法成功引雷。随着火箭上升，其携带的金属丝不断伸展，在云层和大地之间搭建起条放电 “通道”，诱形成雷电放电，并沿着线直达地面。
人工引雷与雷电既有相似之处，也存在区别。从本质上讲，人工引雷触发闪电的过程和自然闪电的过程是相似的，两者都涉及大量电荷的快速移动转移。然而，自然界中闪电发生的时间和地点随机，难以预测；而人工触发闪电则可以精确预知发生的时间和地点。雷电破坏作用巨大，常常致人员伤亡。为减轻并止雷电带来的灾害，需对它进行入的科学研究，了解雷击致灾机理。人工引雷为雷电物理研究提供关键支撑，成为科学探索雷电的“钥匙”。
通过人工引雷，科学们可以直接对闪电通道底部放电电流进行测量，并且对闪电不同水平距离辐射产生的电磁场和光学特征等进行同步观测，增进对闪电物理过程的理解。在雷技术面，人工引雷提供了接近真实的自然雷电，模拟真实的雷击测试源，可对各种雷设备和器件进行实际测试冲击，检验其护能和可靠，确保雷装置在实际使用中能够保护建筑物和设备。（闫辰宇）
现代交通工具里的避雷智慧
在雷雨天气频发的季节，如何保障现代交通工具的安全运行，成为关乎乘客生命安全与交通系统稳定的重要课题。飞机、汽车、铁等交通工具，因其结构设计与运行环境的不同，避雷式也各具特。
据统计，飞机平均每飞行1万小时就可能遭遇次雷击。不同于地面建筑，飞机上是法安装避雷针的。传统避雷针的原理是将电荷引至地面，而飞机在空中飞行时并非处于接地状态，因此法安装避雷针。
那么，飞机该如何避雷呢？
仔细观察飞机的翼，会发现这里安装了几根类似避雷针的设备，其实这就是飞机的避雷装置——静电释放器。当飞机被雷电击中时，电流会先经过飞机外壳，然后流过机身和机翼，终流向静电释放器进行放电。这样来，电流就不会进入机体内部对乘客造成伤害了。
对于大多由金属材质制成的汽车来说，许多人可能会疑惑：汽车外壳难道不会电吗？
其实这和“法拉笼”应有关。“法拉笼”是封闭的，当它处于电位状态或被接地、放电杆放电时，站在“法拉笼”里的人因笼内电场强度为而保持安全。而汽车也可以看作个“法拉笼”，车身会因遭雷击而带电，但车内的人不会触电。
铁作为现代化交通的代表，由于运行环境复杂，其避雷设计尤为重要，铁的轨道和接触网系统配备了门的雷装置，能够有将雷电入大地，从而避对列车造成损害。目前，铁采用的主流雷措施包括架设接闪线、加设电涌保护器、安装并联间隙等。这些技术手段共同构成了个多层次、全位的雷体系。尽管如此，在强雷电天气下，铁仍可能采取减速甚至停运的措施。这是为了保障列车和乘客的安全，止雷电干扰信号和供电系统，从而避事故发生。（唐淼）
室内外雷小妙招
盛夏来临，越来越频繁的雷电大风等天气轮番在我国大部分地区登场。雷电灾害具有风险，常常致人员伤亡，因此，做好雷电护准备十分要。而室内与室外应对雷电天气的护自救措施是有所区别的。
雷击伤人通常表现为四种式：种是直雷击，闪电直接攻击人体，雷电电流从头顶穿透，通过双脚流入大地；二种是侧闪，雷电击中某个物体后，电流在通过物体流入大地时发生短路，转而从物体传到人身上，雷雨天大树下遭受雷击多半是由此原因致；三种是接地电流，雷电击中物体时，雷电能量会从雷击点向外沿地面传，人双脚站立时，因两脚所处位置电位不同产生电位差，电流通过下肢直达头顶，产生跨步电压。特别需要注意的是，双腿间距越大，跨步电压越大，因此雷电天气切忌大跨步奔跑；四种是接触电压，电流通过大建筑物、树木、金属线等体时会释放出电压，人体不慎触摸这些体时，便会引发触电。了解这些雷击式，对掌握科学的雷法至关重要。
在户外，可通过天气预报提前预警，同时观察上层塔状且底部黑暗的积雨云形状，判断遭遇雷电天气的可能，及时做好范准备。当在户外遭遇雷电天气时，应尽快远离山顶、树木、大建筑物以及水边，因为它们电强，易引发雷击。此外，不要伞、避携带金属物品，止因金属电而遭遇雷击。同时，雷雨天要避在雨中跑动，也不要骑自行车、摩托车等。应快速寻找低洼沟谷、干燥背风的房屋、山洞或汽车内躲避，在车内时，注意不要触摸金属部件。
在室内同样需要具有雷意识。雷雨天气应关好门窗，避站在阳台或窗边；不要触摸金属管线等体设施；切勿使用太阳能热水器洗澡；尽量不使用电器，并且拔掉插头，止雷电引发感应电流，损坏电器甚至危及人身安全。（刘蕊）
（责任编辑：曹锐怡）
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