雷電惹不起，卻躲得起

李忠東

物毀人亡損失大

雷電產(chǎn)生于帶電的積雨云中，當(dāng)正負(fù)電荷分別聚積在同一云體的不同部位或在不同的云團(tuán)中時(shí)，由于同一雷雨內(nèi)部不同部位或不同云體間聚積的電荷量不同或極性不同，而產(chǎn)生大氣電場。當(dāng)大氣電場強(qiáng)度可以擊穿空氣時(shí)，令人生畏的強(qiáng)烈放電現(xiàn)象就發(fā)生了，耀眼的閃電出現(xiàn)了，此時(shí)的閃電被稱為云中閃或云際閃電。當(dāng)帶電云層移動(dòng)至接近地面或建筑物時(shí)，由于靜電感應(yīng)，地面或建筑物表面產(chǎn)生異性電荷，隨著電荷量的增加，或云地、建筑物距離的縮短，當(dāng)帶電云層與地面或建筑物間的電場強(qiáng)度可以擊穿空氣絕緣強(qiáng)度時(shí)，便開始瞬間放電，閃電(云地閃)也就出現(xiàn)了。

雷電的放電過程一般持續(xù)50~100 微秒，電壓很高，約為1 億~10億伏特。雷電的平均電流為3萬安培，最大電流可達(dá)30 萬安培。電荷發(fā)生中和作用時(shí)會(huì)放出大量的光和熱，瞬間將周圍的空氣加熱到30 000 攝氏度，約是太陽表面溫度的5 倍。一個(gè)中等強(qiáng)度雷暴的功率可達(dá)10 000 千瓦，相當(dāng)于一座小型核電站的輸出功率。

根據(jù)不同的地形及氣象條件，雷電一般可分為熱雷電、鋒雷電（熱鋒雷電與冷鋒雷電）、地形雷電三大類。雷電又分直擊雷、電磁脈沖、球形雷、云閃四種。其中，直擊雷和球形雷會(huì)對人和建筑造成危害；電磁脈沖主要影響電子設(shè)備；云閃因?yàn)槭窃趦蓧K云之間或一塊云的兩邊發(fā)生，所以對人類危害最小。

直擊雷就是在云體上聚積很多電荷，大量電荷要找到一個(gè)通道來泄放。這個(gè)通道有時(shí)是一棟建筑，有時(shí)是一座鐵塔，有時(shí)是空曠地方的一個(gè)人。這些物體都因變成電荷泄放的通道而被擊傷。直擊雷是威力最大的雷電，球形雷的威力比直擊雷小。

世界氣象組織近日宣布，2020 年的兩次閃電創(chuàng)造了兩項(xiàng)地球閃電新紀(jì)錄。其中一項(xiàng)是單次跨越距離最長紀(jì)錄。2020 年4 月29 日，一次閃電出現(xiàn)在美國南部，橫跨美國密西西比州、路易斯安那州和得克薩斯州，跨越了大約768 千米，相當(dāng)于從英國倫敦到德國漢堡的距離，比2018 年10 月31日發(fā)生在巴西南部的一次閃電距離長60 千米。另一項(xiàng)是持續(xù)時(shí)間最長紀(jì)錄。2020 年6 月18 日，烏拉圭和阿根廷北部上空雷暴中出現(xiàn)的一道閃電，持續(xù)時(shí)長17.1 秒，比2019 年3 月4 日發(fā)生在阿根廷北部的一次閃電持續(xù)時(shí)間長了0.37 秒。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界平均每分鐘發(fā)生雷暴2 000 次，全球每年因雷擊造成的人員傷亡超過10 000 人。雷暴所導(dǎo)致的火災(zāi)和爆炸等時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。雷電災(zāi)害是聯(lián)合國公布的十種最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一，也是目前中國十大自然災(zāi)害之一。隨著電子信息系統(tǒng)在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用，雷電災(zāi)害造成的損失也越來越嚴(yán)重。我國有21 個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）雷暴日在50 天以上，最多的可達(dá)134 天。我國雷暴活動(dòng)主要集中在每年的6 月至8 月。每年有三四千人因雷擊傷亡，造成的財(cái)產(chǎn)損失達(dá)到50 億~100 億元。

科學(xué)避雷小貼士

切忌快走狂奔

不少人在野外遭遇雷電時(shí)，本能反應(yīng)是在雨中快走甚至狂奔，其實(shí)這是避雷大忌。大地是有電阻的，打雷時(shí)大地由于電荷積累，可能會(huì)形成電位差，行走會(huì)形成“跨步電壓”(人在有不同電位的大地上行走時(shí)兩腳之間承受的電壓)。電流雖然是沿著人的下身，從一只腳經(jīng)腿和胯部到另一只腳，與大地形成通路，沒有經(jīng)過體內(nèi)的重要器官，好像比較安全，但是，實(shí)際并非如此，因?yàn)槿耸艿捷^高的“跨步電壓”作用時(shí)，雙腳會(huì)抽筋，身體會(huì)倒在地上。這不僅使作用于身體上的電流增加，而且使電流經(jīng)過人體時(shí)的路徑改變，完全可能流經(jīng)人體重要器官，如從頭到手或腳。研究證實(shí)，人倒地后電流在體內(nèi)持續(xù)作用2 秒鐘，這種觸電就會(huì)致命。如果快步走或者跑動(dòng)，“跨步電壓”相應(yīng)增大，人更容易被擊傷。

如果在戶外看到高壓線遭雷擊斷裂，此時(shí)應(yīng)提高警惕。因?yàn)楦邏壕€斷點(diǎn)附近存在“跨步電壓”，附近的人此時(shí)千萬不要跑動(dòng)，而應(yīng)雙腳并攏，跳離現(xiàn)場。當(dāng)架空線路的一根帶電導(dǎo)線斷落在地上時(shí)，落地點(diǎn)與帶電導(dǎo)線的電勢相同，電流就會(huì)從導(dǎo)線的落地點(diǎn)向大地流散，于是地面上以導(dǎo)線落地點(diǎn)為中心，形成了一個(gè)電勢分布區(qū)域，離落地點(diǎn)越遠(yuǎn)，電流越分散，地面電勢也越低。如果人或牲畜站在距離導(dǎo)線落地點(diǎn)10 米以內(nèi)，就可能發(fā)生觸電事故。

在野外遭遇雷電，應(yīng)撤離到有避雷設(shè)施的房子或鋼筋混凝土建筑物中。如來不及撤離，千萬不要亂跑，可選擇低洼處蹲下，雙腳并攏，雙臂抱膝，頭部下俯，以減少人體暴露面積和觸地電位差。在戶外，若看見閃電幾秒鐘內(nèi)就能聽見雷聲，說明你正處于近雷暴的危險(xiǎn)環(huán)境。此時(shí)，你應(yīng)停止行走，兩腳并攏并立即下蹲，不要與人拉在一起。雷電發(fā)生期間，最好不要騎馬、騎自行車、騎摩托車、開敞篷拖拉機(jī)等。

遠(yuǎn)離高大物體

據(jù)中國氣象科學(xué)研究院專家統(tǒng)計(jì)，雷擊地點(diǎn)大部分都是室外，第一是農(nóng)田（占32%），第二是建構(gòu)筑物（如農(nóng)村民居、窩棚、亭子，占23%），第三是開闊地（占13%），第四是水域（如河邊、沙灘）和樹下。雷電喜歡“抄近路”，高個(gè)子因?yàn)椤苞Q立雞群”更有可能被雷擊中。因此，打雷時(shí)，應(yīng)想辦法降低自己的水平高度，如并腿蹲下，尤其是在空曠地方或者山頂。不要在山洞口、大石下或巖石下躲避雷雨，因?yàn)殡娏鲝闹型ㄟ^時(shí)產(chǎn)生的電弧可以傷人。深邃的山洞很安全，應(yīng)該盡量往里面走。

防雷專家指出，遭受雷擊主要跟人在制高點(diǎn)有關(guān)。煙囪、水塔、電視塔、高樓旗桿和電線桿等高聳突出的建筑物和孤立突出在曠野的樹木易遭雷擊，因此，人應(yīng)該回避空曠地帶、山頂上的孤樹和孤立草棚等，若在其中避雨就非常危險(xiǎn)，尤其是站在向兩旁伸展很遠(yuǎn)的低枝下面。實(shí)在萬不得已，人必須與樹干保持3 米距離，并下蹲、雙腿靠攏。如果野外有片密林，躲避者一時(shí)又找不到其他避雷場所，也可以利用密林來避雷。這是因?yàn)槊芰指魈幵馐芾讚舻臋C(jī)會(huì)差不多，人只要不站在樹林邊緣，選擇林中空地，雙腳合攏，與四周的樹保持差不多的距離就行了。

雷雨天不要在曠野中打傘，或高舉羽毛球拍、高爾夫球棍和鋤頭等。雷暴天氣進(jìn)行高爾夫球、足球等戶外運(yùn)動(dòng)是非常危險(xiǎn)的。遇上雷雨時(shí)，要停止在江、河、湖泊洗衣服、釣魚、游泳或玩耍，趕快上岸離開。因?yàn)樗嬉自饫讚?，況且在水中受到雷擊傷害，還增加溺水的危險(xiǎn)。另外，不要待在沒有避雷設(shè)備的船只上，特別是高桅桿的木帆船。

雷雨來臨時(shí)，不要停留在高樓平臺(tái)上，要遠(yuǎn)離建筑物外露的水管、煤氣管等金屬物體及電力設(shè)備。在戶外空曠處，不宜進(jìn)入孤立的棚屋、崗?fù)さ?。如果在雷電交加時(shí)，人若頭發(fā)豎起，頭、頸、手處有螞蟻爬走感，皮膚發(fā)生顫動(dòng)，說明將發(fā)生雷擊，應(yīng)趕緊趴在地上，并摘掉身上佩戴的金屬發(fā)卡、項(xiàng)鏈等飾品，以減少遭雷擊的危險(xiǎn)。遭到雷擊的人可能被燒傷或嚴(yán)重休克，但身上并不帶電，搶救者可以安全施救。

來不及離開高大物體時(shí)，應(yīng)馬上找些干燥的絕緣物放在地上，并將雙腿合攏坐在上面，切勿將腳放在絕緣物以外的地面上，因?yàn)樗軐?dǎo)電。在戶外躲避雷雨時(shí)，不要用手撐地，而是雙手抱膝，胸口緊貼膝蓋，盡量低下頭，因?yàn)轭^部比身體其他部位更易遭雷擊。如多人聚集室外，勿擠靠，防止被雷擊中后電源互相傳導(dǎo)。

汽車也能防雷

雷雨天氣最好不要開車外出。若在行駛過程中遇到雷雨天氣，要把車停在路邊安全的位置，遠(yuǎn)離大樹、廣告牌，關(guān)閉引擎、車門、車窗等，切忌觸碰方向盤、門把手、換擋桿等，雙手靜置在大腿上，等雷雨天氣過后再繼續(xù)行駛。汽車之所以能在戶外成為躲避雷擊的理想場所，緣于“法拉第籠”效應(yīng)。英國物理學(xué)家、電磁學(xué)奠基人邁克爾?法拉第于1836 年發(fā)現(xiàn)帶電導(dǎo)體上的過剩電荷只存在于其金屬表面，不會(huì)對封閉體內(nèi)部的物體產(chǎn)生任何影響。為了證實(shí)這個(gè)論點(diǎn)，他搭建了一個(gè)由金屬外殼構(gòu)成的房間，并電擊房間外殼。驗(yàn)電器顯示，房間內(nèi)部沒有出現(xiàn)多余的電荷，房間的金屬外殼對其內(nèi)部起到了保護(hù)作用。因此，人們將金屬或良性導(dǎo)體構(gòu)成的籠子，以這位物理學(xué)家的姓氏命名。

根據(jù)導(dǎo)體靜電平衡的條件，“法拉第籠”的籠體是一個(gè)等電位體，內(nèi)部電勢差為零，而且與大地連通。當(dāng)電流流過籠體時(shí)，能夠有效地將電流泄放入地，隔絕籠體外的電場和電磁波干擾，起到“靜電屏蔽”的作用，其內(nèi)部的設(shè)備和人是非常安全的，這就是“法拉第籠”的原理。

在雷雨天行駛的汽車不幸被雷擊中后，依然能夠安然無恙地繼續(xù)行駛。原因是汽車車體由金屬構(gòu)成，類似于“法拉第籠”，形成等電位連接，電流通過車體和雨水泄放入地，車體內(nèi)部的駕駛員和乘客不會(huì)受到雷擊的影響。研究人員曾經(jīng)做過雷擊汽車的實(shí)驗(yàn)，用60 萬伏的高壓電擊汽車。結(jié)果顯示，在受到高壓電擊之后，車輛只有儀表盤的指示燈受到了影響，其他各種儀器正常，車體也沒有受到任何傷害，坐在車內(nèi)的人更是安然無恙。汽車真可謂防雷的“金鐘罩”。

不過，雖然打雷時(shí)人待在車內(nèi)挺安全，但是也并非萬無一失，最好關(guān)閉車載電子設(shè)備，如GPS、車載電視、CD 等，以免造成電子系統(tǒng)故障。一旦車體遭受雷擊，不要貿(mào)然下車檢查，應(yīng)在車內(nèi)靜候雷雨天氣過后再下車。

室內(nèi)遠(yuǎn)離線路

避雷針只能解決建筑物本身的防雷問題，而無法使內(nèi)部接通電源的各種電器，尤其是具有信號接收功能的電視機(jī)、電話、電腦等免受雷擊。雷電侵入室內(nèi)通常有三個(gè)主要途徑：電源線、信號線（如通信線路、電視天線、計(jì)算機(jī)網(wǎng)線）及雷擊大地形成的反擊。所以，在雷雨天應(yīng)盡可能關(guān)閉各類家用電器并拔掉電源插頭，以防雷電從電源線入侵，造成火災(zāi)或人員觸電傷亡事故。

如果住在沒有防雷裝置的“裸房”里，該如何防雷？防雷專家提醒，攜帶金屬物品會(huì)增大被擊中的概率。響雷時(shí)暫時(shí)不用電器，不要靠近室內(nèi)金屬設(shè)備，不要靠近潮濕的墻壁，不要觸摸或靠近金屬水管以及與屋頂相連的上下水管道。盡量不要出門，若必須外出，最好穿膠鞋，披雨衣，可起到對雷電的絕緣作用。

電燈線、電話線應(yīng)同避雷線保持不小于50 厘米的安全距離，千萬不要把電話線綁在避雷針上。不要把晾曬衣服被褥的鐵絲，接到窗戶及門上。雷雨天閃電時(shí)，盡量不要開門、開窗，以防側(cè)擊雷和球狀雷侵入。最好拔掉家用電器的電源等有可能將雷電引入室內(nèi)的金屬導(dǎo)線，以免傷人及損壞電器。不要開電視機(jī)、電腦、VCD 機(jī)等，不要撥打或接聽固定電話。不要站在電燈泡下，不要洗澡。

打雷時(shí)能不能使用手機(jī)呢？有人曾做過一個(gè)模擬閃電放電的實(shí)驗(yàn)：三個(gè)人偶分別拿手機(jī)、戴墨鏡、舉雨傘，20 次放電，擊中地面11 次，拿雨傘的人偶被擊8 次，拿手機(jī)的人偶被擊1次。由此可見，打手機(jī)并不會(huì)引雷，可以正常使用，但是不要在戶外或室內(nèi)靠近窗戶的位置接打手機(jī)。