(2)地形条件:山谷走向与风向一致,风口或顺风的河谷容易受雷击;山岳靠近湖、海的山坡被雷击的概率较大。
(3)地物条件:有利于雷雨云与大地建立良好的放电通道。空旷地中的孤立建筑物,建筑群中的高耸建筑物容易受雷击;大树、接收天线、山区输电线路容易受雷击;符合尖端放电的特性,基站铁塔建成后也会增大雷击的概率。
2.根据工程经验,下列地点可能是雷害发生概率较高的地点。
(1)10m深处的土壤电阻率r10发生突变的地方。
(2)在石山与水田、河流交界处,矿藏边界处,进山森林的边界处,某些地质断层地带。
(3)面对广阔水域的山岳阳坡或迎风坡。
(4)较高、孤立的山顶。
(5)以往曾累次发生雷害的地点。
(6)孤立杆塔及拉线,高耸建筑群及其他接地保护装置附近。
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九、袭击的时间
每时每刻世界各地大约正有1800个雷电交作在进行中。它们每秒钟约发出600次闪电,其中有100次袭击地球。
乌干达首都坎帕拉和印尼的爪哇岛,是最易受到闪电袭击的地方。据统计,爪哇岛有一年竟有300天发生闪电。而历史上最猛烈的闪电,则是1975年袭击津巴布韦乡村乌姆塔里附近一幢小屋的那一次,当时死了21个人。
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十、频率与特性
在任何给定时刻,世界上都有1800场雷雨正在发生,每秒大约有100次雷击。在美国,雷电每年会造成大约150人死亡和250人受伤。全世界每年有4000多人惨遭雷击。在雷电发生频率呈现平均水平的平坦地形上,每座300英尺高的建筑物平均每年会被击中一次。每座1200英尺的建筑物,比如广播或者电视塔,每年会被击中20次,每次雷击通常会产生6亿伏的高压。
每个从云层到地面的闪电实际上包含了在60毫秒间隔内发生的3到5次独立的雷击,第一次雷击的峰值电流大约为2万安培,后续雷击的峰值电流减半。最后一次雷击之后,可能会有大约150安培的连续电流,持续时间达100毫秒。
经测量,这些雷击的上升时间大约为200纳秒或者更快。通过2万安培和200纳秒,不难计算得到dI/dt的值是每秒10^11安培。
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十、危害
闪电的受害者有2/3以上是在户外受到袭击。他们每3个人中有两个幸存。在闪电击死的人中,85%是女性,年龄大都在10岁至35岁之间。死者以在树下避雷雨的最多。
苏利文也许是遭闪电袭击的冠军。他是退休的森林管理员,曾被闪电击中7次。闪电曾经烫焦他的眉毛,烧着他的头发,灼伤他的肩膀,扯走他的鞋子,甚至把他抛到汽车外面。他轻描淡写地说:“闪电总是有办法找到我。”
雷电对人体的伤害,有电流的直接作用和超压或动力作用,以及高温作用。当人遭受雷电击的一瞬间,电流迅速通过人体,重者可导致心跳、呼吸停止,脑组织缺氧而死亡。另外,雷击时产生的是火花,也会造成不同程度的皮肤烧灼伤。雷电击伤,亦可使人体出现树枝状雷击纹,表皮剥脱,皮内出血,也能造成耳鼓膜或内脏破裂等。
中国是一个多自然灾害的国家,跟地理位置有着不可分割的关系,雷电灾害在中国也有不少,最为严重的是广东省以南的地区,东莞、深圳、惠州一带的雷电自然灾害已经达到世界之最,这些地方也是因为大气层位置比较偏低所造成的影响。纽约是雷电灾害最多的地区在近几年更是明显加强,我国的东莞近最为严重,雷电所带来的经济亏损在夏季5-8月之间,东莞当季的GDP比例亏损度接近6%,上千万的经济亏损,也是一大严重的自然灾害多发区域。多起雷电伤人事件在东莞地区每年都会发生,达到了全世界雷击人事件最频繁,最多的地区。在中国,乃至全世界的雷电受灾重区之一。
雷电对生物病态细胞的特殊作用
闪电大家都知道,它来源于夏季的积雨云层。当携带电荷的云层临近地面上高大的建筑物时,就会出现正负电荷对撞,并形成强大的闪光,同时会伴随空气的共振产生巨大的轰鸣声,这就是雷电。有时,人们把闪电称作雷电。为什么叫雷电呢?因为“雷”象征爆炸,“雷鸣电闪”中的“雷”形容声音,而“闪”是由于正负电荷撞击而形成的光辐射,所以,人们将自然界中的打雷和闪电统称为雷电。闪电的电压是很高的,约为1亿至10亿伏特,一个中等强度的雷电释放的功率可高达1000万瓦,相当于一座小型核电站的输出功率。避雷针只能预防直击雷的强大电荷冲击,而对强雷电磁感应的电荷就很难起作用了。雷电分为接触电荷和感应电荷。
(1)接触电荷:在强大的积雨云层中,由于电荷不断积累,形成了强大的静电高压电场。在电场力作用下,对地面上的高大物体形成尖端放电,以卸载电荷。在这种情况下,云层携带的是正电荷,大地携带的是负电荷。当正负电荷相互碰撞时,就会形成瞬间的中和反应,这也叫直击雷。
(2)感应电荷:在云层放电的瞬间,形成强大的电磁转换,这种强大的电磁场就会在地球表面的金属导体上形成感应电荷。这种感应电荷会在瞬间积累构成高压电场放电,从而导致通讯网络和电气设备瞬间被击毁。
雷电会给人类生活造成巨大的破坏,每年的雷雨季节给人类造成的直接经济损失就高达数亿美元,每年被雷电击中死亡的人和其他动物数量高得惊人,而且这个数量还在不断攀升。雷电对人体的伤害主要包括两个类型:
(1)直击雷:当人遭到雷击的一瞬间,强大的电流会迅速通过人体,严重者可导致心跳停止、肺功能衰竭、脑组织缺氧而死亡。另外,雷击产生的高温弧光也会形成人体不同程度的皮肤灼伤和碳化。人体遭雷电击伤,会形成树枝状的雷击纹理,致使皮肤剥脱和出血,也可造成耳鼓和内脏破裂等等。另外,据不完全统计,在每年的雷雨季节中,世界上所发生的雷击高达1700次左右,全世界每年大概有数千人遭受雷击。在比较平坦的地形上,30米左右高的建筑物平均每年就会被击中一次;每座数十米及以上的高层建筑物,如广播或电视塔,每年会被击中20次左右,每次雷击所产生的高电压达6亿伏左右。如果没有避雷设备,这些建筑物早就被毁掉了。从云层到地面的闪电雷击,它也包含了在50毫秒左右间隔之内的发生次数,也就是4次左右的独立雷击次数。第一次的雷击峰值电流大约在2万安培左右,而后续雷击的电流峰值则会减半,最后一次雷击很可能产生大约140安培左右的持续电流,其持续的时间可长达数十毫秒左右。
(2)雷电感应。是在雷电感应过程中产生的强大瞬间电磁场,这种强大的感应磁场,可在地面金属网络中产生感应电荷。包括有线、无线通讯网络,电力输电网络和其他金属材料制成的线路系统。高强度的感应电荷会在这些金属网络中形成强大的瞬间高压电场,从而形成对用电设备的高压弧光放电,最终会导致电气设备烧毁。尤其对电子等弱电设备的破坏最为严重,如,家用电器的电视机、电脑、通信设备、办公设备等等。每年,被感应雷电击毁的用电设备事故达千万件以上。这种高压感应电也会对人身造成伤害。
在上世纪80年代的中国,由于电视刚刚普及,电视天线的高度大都在10米左右,有的还不到10米。这样的天线高度在平原区是常见的,而四周的高大物体也是非常多的,主要包括:树木、高层建筑、水塔、市电网络等。鉴于民用电视天线的高度,其遭受直击雷的概率是很低的。
一次偶然的强雷电,让人们了解到了由强雷电而引起的瞬间强磁电转换过程。事故现场电视天线的高度为6米左右,不超过四周的近距离建筑物高度和树木的高度。树木的高度为10米,建筑物高度为8米,积雨云层距地面电视天线的高度为300米以上,距强雷电发生的距离为1000米。入室的电视天线和电视电源插头已拔掉,天线接头距离电视接线端子为20公分左右,电视天线的馈线长度不超过20米,天线接收器为一般简易的民用振子天线。一道闪光过后,巨大的雷从1000米的高空炸起,此时只听电视机后面“啪”的一声,一道弧光闪过。近前一看,电视天线与电视机的各接线端头都被高压电弧烧毁了。当时屋里所有的人都被这突然的放电声吓了一跳,庆幸距离电视机较远,不然后果不敢设想。一万伏高压静电能击穿1公分的干燥空气介质,按天线接头距离电视接线端子20公分的距离来计算,需要20万伏高电压才能击穿。由于当时是雷雨天气,屋里的空气湿度较大,击穿1公分空气介质的电压应在5000伏左右,即使这样击穿20公分空气介质的电压也要在10万伏左右。上述的数据只是粗略的计算,在20米长的金属导体上究竟能产生多高的磁感应电荷,还要进行进一步的研究工作。
此处介绍了很多雷电对人类的不利因素,下面谈谈雷电给人带来的好处。在社会上,常会听到这样的新闻:有些病人被医院判了“死刑”,或者说,有的病人被医院认定患的是永远治不好的病。而在一次强雷电过后,病却突然好了起来,眼睛看不到的和耳聋的人也都复明、复聪。其实这不是什么秘密。人类的感觉器官是通过神经系统传递信息的,由于某种病态,导致一部分人失明和耳聋,很有可能在瞬间强大的电磁——磁电转换过程中,由于强磁场或者强电场的激发而使原有的神经或者感觉器官恢复正常的功能。人们都知道,人体细胞是由大化学分子组合而成的,细胞膜是人体生物电场的最小单位。人体的病灶很有可能是由于细胞的不正常电位变化而形成的,而在恰当频率和波长的强电场或强磁场状态下,细胞的不正常电位会转换为正常电位,使人的病灶康复。在现代医疗中,也常有医生们用电疗方法刺激人体的病灶部位,使人的机体逐渐康复。
总而言之,事物不是一成不变的。雷电是一种强大的电脉冲波,也会形成强脉冲磁场。强雷电是一把双刃剑,可以给人类带来灾难,也可以带来福音。人体是电的导体,强磁场会在人体中产生瞬间的感应电流而流通人体的所有经络;人体也是一个电磁源,外界各种不同强度、频率和波长的电磁场都会对人体产生影响。适合的强电磁脉冲辐射会促进人体病灶激发转换,也会使人体产生特异功能,这就是现代哲学思想。较强的静态磁场会促进人体脑电波的强化,从而构成大脑潜意识的不同联想思维,改变原有的机体功能。由磁场影响而产生的梦幻觉可改变人的潜意识思维状态,改变大脑日常较强的暗示指令意识,使人产生错误的行为,甚至走上犯罪道路。
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十一、防雷击须知
雷电发生时产生的雷电流是主要的破坏源,其危害有直接雷击、感应雷击和由架空线引导的侵入雷。如各种照明、电讯等设施使用的架空线都可能把雷电引入室内,所以应严加防范。
雷击易发生的部位
1.缺少避雷设备或避雷设备不合格的高大建筑物、储罐等
2.没有良好接地的金属屋顶
3.潮湿或空旷地区的建筑物、树本等
4.由于烟气的导电性,烟囱特别易遭雷击
5.建筑物上有无线电而又没有避雷器和没有良好接地的地方。
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十二、预防雷电的办法
应急要点:
1.注意关闭门窗,室内人员应远离门窗、水管、煤气管等金属物体。
2.关闭家用电器,拔掉电源插头,防止雷电从电源线入侵。
3.在室外时,要及时躲避,不要在空旷的野外停留。在空旷的野外无处躲避时,应尽量寻找低洼之处(如土坑)藏身,或者立即下蹲,降低身体高度。
4.远离孤立的大树、高塔、电线杆、广告牌
5.立即停止室外游泳、划船、钓鱼等水上活动。
6.如多人共处室外,相互之间不要挤靠,以防雷击中后电流互相传到。
专家提示:
1.高大建筑物上必须安装避雷装置,防御雷击灾害。
2.在户外不要使用手机
3.对被雷击中人员,应立即采用心肺复苏法抢救。
4.雷雨天尽量少洗澡,太阳能热水器用户切忌洗澡。
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十三、智能避雷技术
由中国科学院研究员、国际宇航科学院院士在国际上首次提出了通过消除雷击危险性,使保护目标不再遭受雷击的新一代避雷技术,称为“智能避雷技术”。以原中国科学院空间中心电学组专家团队,经过十多年的潜心研究开发,从理论分析、模拟计算、实验测试、模型实验、工程实用化研究、外场实验等各个角度和方法的研究,都证明了这一技术的合理性和可行性。期间经多次大小各类专家会议的评审鉴定,得到充分肯定,被誉为“21世纪防雷事业的曙光”。
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十四、雷电统计
雷电次数——当雷暴进行时,隆隆的雷声持续不断,若其间雷声的时间间隔小于15分钟时,不论雷声断续传播的时间有多长,均算作是一次雷暴;若其间雷声的停息时间在15分钟以上时,就把前后分作是两次雷暴。
雷电小时——就是说在该天文小时内发生过雷暴,更通俗些说是在这个时间里曾听到过雷声而不论雷暴持续时间的长短如何。某一地区的“年雷电小时数“也就是说该地区一年中有多少个天文小时发生过雷暴,而不管在某一小时内雷暴是足足继续了一小时之久,还是只延续了数分钟。
雷暴日数——也叫做雷电日数。这是我们所最熟悉的。只要在这一天内曾经发生过雷暴,听到过雷声,而不论雷暴延续了多长时间,都算作一个雷电日。“年雷电日数“等于全年雷电日数的总和。
雷暴月数——也叫做雷电月数,即指在这一个月内曾发生过雷暴。“年雷暴月数“也就是指一年中有多少个月发生过雷暴。
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以上科普资料来源于:百度百科--雷电
网址:<a href="http://baike.baidu.com/subview/79219/5037656.htm" target="_blank">http://baike.baidu.com/subview/79219/5037656.htm</a>#viewPageContent
有兴趣的书友可以看一看,觉得太累赘可以直接跳过。
不过,我们国家每年每天因雷击死亡的人数非常多,至少了解一下怎么避雷也是好的!
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