關於雷電的35個常見問題
閃電是地球上最美麗的神秘事物之一,但它也非常危險,因為它具有巨大的破壞力。甚至在遠古時代,人類就目睹了閃電劈斷高大的樹木,縱火焚燒森林和房屋,在山坡和峽谷中殺死牛羊,也不止一次目睹過雷擊致死的人。可怕的雷聲隆隆聲加劇了眩目的閃電的印象。
在這個巨大而可怕的元素面前,人們會感到渺小、軟弱和完全無助。他認為閃電和雷聲是眾神不悅的表現,是對惡行的懲罰。
現代科學證明,雷暴是一種複雜的大氣現象,伴隨著放電——閃電引起的打雷。今天,我們對雷暴、閃電和雷電以及防雷有了相當多的了解。但也有未公開的。
閃電是怎樣形成的: 什麼是閃電,它是如何發生的?
這篇文章的目的是正確解釋我們周圍發生的自然現象的原因,迄今為止科學積累的關於雷暴和閃電的信息,由於在世界範圍內進行的不懈研究,這些信息不斷更新和完善。
所以,關於雷電的 35 個最熱門的問題。
1.雷暴的中心在哪裡? ——主要是高山和河谷經常交替的地方,以及平原——水分蒸發比較顯著的地方。雷暴的出現受地形形狀的影響,地形形狀有助於相鄰空氣層溫差的形成和維持。
2. 北半球和南半球的雷暴有多常見? ——在北半球中緯度的大部分地區,夏季6月和7月雷暴次數最多,冬季12月和1月較少。
在南半球,雷暴最常發生在 12 月和 1 月,較少出現在 6 月和 7 月。上述數據有不少例外。例如,在英國和冰島周邊地區,冬季雷暴很常見。在海洋上空,最多的雷暴總是發生在冬季。
在全球熱帶和亞熱帶地區,雷暴天氣特別強烈,多發生在雨季。在印度——春季(四月至五月)和秋季(九月)。地球上雷暴天數最多的地區是熱帶和赤道國家。向北緯方向,其數量逐漸減少。
3. 世界上哪些地區是雷暴高發區? — 其中有六個:爪哇 — 每年有 220 天有雷暴天氣,赤道非洲 — 150 天,墨西哥南部 — 142 天,巴拿馬 — 132 天,巴西中部 — 106 天,馬達加斯加 — 95 天。
閃電統計:
每一秒,超過100次閃電劃過地球,每小時36萬次,每天864萬次,每年30億次。
4. 閃電向哪個方向移動最多? ——從雲層到地球,它們可以撞擊山脈、平原或海洋。
5. 為什麼我們會看到閃電? —— 一道道巨力流過的雷電通道,炙熱無比,散發著璀璨的光芒。這使我們能夠看到閃電。
6、旁觀者能否區分主舞台和主舞台? “不是,因為他們直接一個接一個地跟在後面,極快地沿著同一條路徑前進。”
一位領袖 ——閃電出現的第一個準備階段。專家稱之為頭部交錯釋放。從雷雲到地球,領頭者以光量子的快速連續移動,光量子的長度約為 50 米,每一步之間的間隔約為五千萬分之一秒。
7. 兩個相反的電荷第一次連接後閃電會斷開嗎? “停電了,但閃電通常不會停在那裡。”通常,新的領導者會遵循第一個版本所採用的路徑,然後再次進行大量丟棄。這樣就完成了第二次放電。由兩個階段組成的多達 50 次這樣的噴射可以連續發生。
8. 最常見的放電次數是多少? — 2 — 3.
9. 閃電閃爍的原因是什麼? — 個別放電擾亂了閃電的過程。觀察者將此視為閃爍。
10. 個人出院有何不同? “非常短暫——不到百分之一秒。”如果閃電次數很多,那麼輝光會持續整整一秒,有時甚至數秒。閃電的平均持續時間約為四分之一秒。只有一小部分閃電持續時間超過一秒。
美國科學家 McIchron 引用了有關放電從高樓上升到雲層的持續時間很短的信息。觀察到的閃電有一半持續了 0.3 秒。
11.雷會在同一個地方打兩次嗎?- 是的。奧斯坦金諾的電視塔平均每年被閃電擊中多達 30 次。
12.閃電總是擊中物體的頂部嗎? - 不。例如,閃電擊中了帝國大廈頂部下方 15 米處。
13、閃電總是選擇最高的物體嗎? “不,不總是。”如果有兩根並排的桅杆,一根是鐵的,一根是木頭的,閃電會更快地擊中鐵,即使它更低。這是因為鐵比木頭導電(即使在潮濕時)。鐵桅杆與大地的連接也比較好,在形成導體的過程中更容易將電荷吸引到上面。
14. 閃電會不會擊中下游沙丘或粘土區的最高點? — 閃電總是選擇阻力最小的路徑,因此不會擊中地面的最高點,而是擊中最近的粘土,因為它的導電率高於沙子。在河流流經的丘陵地區,閃電擊中了河流,而不是附近的山丘。
15. 煙囪的煙能防雷嗎? — 不,因為從煙囪冒出的煙可能會促進閃電的路徑,從而導致閃電擊中煙囪。
16、沒有閃電能打雷嗎? - 不。大家知道,打雷是閃電因氣體膨脹而產生的聲音,其原因是氣體膨脹本身。
17.沒有打雷會閃電嗎? - 不。雖然有時遠處聽不到雷聲,但它總是伴隨著閃電。
18. 如何確定我們與閃電的距離? ——起初我們看到閃電,過了一會兒我們才聽到雷聲。例如,如果閃電和雷聲之間相隔 5 秒,那麼在此期間聲音傳播的距離為 5 x 300 = 1650 米。這意味著閃電擊中距離觀察者 1.5 公里多一點。
天氣好的時候,閃電過後 50 到 60 秒,您可以聽到雷聲,這相當於 15 到 20 公里的距離。這遠小於聽到人工爆炸聲的距離,因為在這種情況下,能量集中在相對較小的體積中,而在閃電放電中,能量分佈在整個路徑上。
19.閃電擊中過汽車嗎? — 乾式輪胎的絕緣電阻非常大,不可能有雷電通過車輛直接接地。但是在雷暴期間,在大多數情況下會下雨,汽車的輪胎會被弄濕。即使車輛不是該區域中最高的物體,這也會增加碰撞的可能性。
20. 移動的汽車比靜止的汽車吸引更多的閃電嗎? ——這個問題沒有明確的答案。然而,在任何情況下,都必須考慮到這樣一個事實,即近距離雷擊可能會令人恐懼和失明,因此移動速度必須與情況相適應。
21. 大雷雨天氣應該怎麼辦? — 在大雷雨期間,您應設法找到合適的停車位或從高速公路轉移到森林或鄉間小路上,等待雷雨過去。
22.閃電能擊中飛行中的飛機嗎? - 是的。幸運的是,幾乎所有被雷擊中的飛機都在繼續飛行,每飛行 5000 至 10000 小時,飛機大約會遭受一次雷擊。
23.閃電在航空事故原因中的地位如何? — 如果我們列出由霜、雪、結冰、雨、霧、風暴和龍捲風等氣象因素引起的飛機失事原因,那麼閃電將佔據最後一個位置。
24. 飛機上哪些設備比較容易受到雷擊? — 大約三分之一的雷擊會損壞電器。在某些情況下,雷擊後,各種車載儀器無法工作 - 燃油量、油壓等指標,因為它們的磁鐵出現故障。不建議在雷雨天氣加油,因為有被閃電擊中的風險。
25、雷擊地點的危險距離是多少? — 雷擊處形成一個圓圈,圓圈內的跨步電壓很大,對人和動物都是危險的。它的半徑可達30米,旁觀者很難分清這是直接雷擊還是間接雷擊,因為瞬間致盲,轟鳴聲震耳欲聾,無法立即明白髮生了什麼。
26.建築物內會發生意外嗎? — 是的,如果有人靠近金屬物體和避雷針出口。
27.哪裡被雷擊的危險較小——在城市還是在村莊? “在城市裡,人們的危險性較小,因為鋼結構和高樓在某種程度上起到了避雷針的作用。因此,閃電最常襲擊在田間工作的人、遊客和建築工人。
28. 躲在樹下的人可以避雷嗎? “大約三分之一的閃電受害者躲在樹下。
29. 有沒有一個人經歷過幾次雷擊的情況? ——被閃電擊中四次的美國護林員羅伊·沙利文被認為是一個行走的幽靈,除了頭髮被燒焦外,他沒有受重傷。他自己是這樣描述這段經歷的:“我就像被一個巨大的拳頭砸在地上,全身都在顫抖。我失明了,失聰了,感覺自己快要崩潰了。過了幾個星期,這些感覺才消失。 «
30、閃電對人體有什麼影響? — 與在高壓下運行的電氣設備的作用相同:一個人會立即失去知覺(這是由恐懼促成的),他的心臟可能會停止跳動。中樞神經系統也受到影響,導致神經和肌肉癱瘓,尤其是呼吸系統。
如果一個人在直接雷擊中倖存下來,那可能是因為大部分電流流向了另一個物體。除了或多或少嚴重的電擊外,由於閃電的爆炸性活動,閃電還會在身體上留下灼傷,有時會留下肉體撕裂的深傷口。燒傷有一個驚人的形狀,經常形成五顏六色的圖畫,稱為 利希滕貝格的圖片.
31、遇到雷擊應該如何急救? — 與其他電擊和燒傷相同:主要是人工呼吸。及時和足夠長的時間完成,將挽救許多生命。如果通過提供適當的急救可以挽救被閃電擊中的人的生命,那麼麻痺的跡象通常會在數小時或數天內緩慢消失而不會造成有害後果。
32. 平均線路閃電的能量是多少? — 根據充電的電壓、電流和功率數據,估計平均一粒電池包含大約 250 kWh(900 MJ)的能量。英國專家威爾遜引用了其他數據——2800 kWh (104MJ = 10 GJ)。
33.閃電能量會變成什麼?— 最大的部分始終是光、熱和聲音。
34、單位地表的閃電能量是多少? — 對於1平方公里的地球表面,雷電能量相對較小。大氣中的其他形式的能量,如太陽輻射和風能,大大超過它。
35.閃電有用嗎? — 雷雨期間的放電將大氣中的部分氧氣轉化為一種新的氣態物質——臭氧,具有刺鼻的氣味和出色的消毒性能。它的成分中有三個氧原子,它釋放出游離氧,這就是雷雨過後空氣得到淨化的原因。
在閃電高溫的影響下,氧氣與大氣中的氮結合,形成易溶於水的氮化合物。產生的硝酸與雨水一起進入土壤,在那裡變成氮肥。