雷电基本知识

1、现代雷电理论雷击分类

直接雷击、感应雷击和球形雷。其中球形雷发生的几率很小，而且理论界对它也没有统一的认识。（也有称：直接雷击为外部雷击，感应雷击为内部雷击）。

直接雷击的定义：雷云之间及雷云对地的迅猛放电称直接雷击，前者称云闪，后者称地闪，后者的危险性最大。这一放电过程会产生强烈的闪光和巨大的声音，这就是平常人们能感受到的闪电和雷声。

雷云是带电的云，可能带正电荷，也可能带负电荷，也可能是同时带有正负两种电荷。大多数雷云是上层带正电荷下层带负电荷，雷击后下层的负电荷放掉了，剩下上层的正电荷刚好补充地球上空的电离层。

2、直击雷：雷电直接击在建筑物上，产生电效应、热效应和机械力者。

3、雷电感应：雷电放电时，在附近导体上产生的静电感应和电磁感应，它可能使金属部件之间产生火花。

4、雷电波侵入：由于雷电对架空线路或金属管道的作用，雷电波可能沿着这些管线侵入屋内，危及人身安全或损坏设备。

5、雷击电磁脉冲：作为干扰源的直接雷击和附近雷击所引起的效应。绝大多数是通过连接导体的干扰，如雷电流或部分雷电流、被雷电击中的装置的电位升高以及磁辐射干扰。

6、等电位连接：将分开的装置诸导电物体用等电位连接导体或电涌保护器连接起来以减小雷电流在它们之间产生的电位差。

7、雷电现象

雷电是一种大气物理现象，自古有之。最初，人类对雷电现象的是主要体现在人能直接感觉到的“雷电”、“闪电”上。由于时代知识所限，雷电中的很多现象不能理解，于是就将雷电“神化”了。

直到18世纪中以富兰克林为代表的科学家创造了雷电基本理论并发明了避雷针，人类对雷电才有科学的认识。200多年以来，经过几代科技工作者的不断探索和研究形成了较为成熟的现代雷电理论。

自从有文字记载以来，就记录了雷电给人类带来的各种灾情：雷电毁坏建筑物、损坏财物、伤害生灵等，已是网络社会的今天，雷电又毫不留情的将各种网络损坏，给人们的日常生活带来极为的不便。如我国山东黄岛油库雷电引起特大火灾，死伤100多人，毁坏数万立方的**，这可是血的教训。

1987年美国弗吉尼亚州罗普斯岛的火箭发射场上，有五枚准备发射的火箭，其中三枚因雷击而自然点火升空，损失惨重。对于雷电灾害这一点人们已经是深有体会了。但很少人知道雷电还是人类的保护神，在地球的上空有一层带正电荷电离层，如电离层的电荷得不到补充，则此电离层不久就会消失，人类也就失去了生命的保护层，地球上的生命就会被来自太空的射线所杀死而最终灭迹，然而雷电不断的为此电离层补充电荷，使得电离层的电荷大体保持平衡，人类采用员拥有保护层，因此，地球有今天的文明，雷电功不可没。

8、雷雨云的形成

人们通常把发生闪电的云称为雷雨云，其实有几种云都与闪电有关，如层积云、雨层云、积云、积雨云，最重要的则是积雨云，一般专业书中讲的雷雨云就是指积雨云。

云的形成过程是空气中的水汽经由各种原因达到饱和或过饱和状态而发生凝结的过程。使空气中水汽达到饱和是形成云的一个必要条件，其主要方式有：（1）水汽含量不变，空气降温冷却；（2）温度不变，增加水汽含量；（3）既增加水汽含量，又降低温度。

但对云的形成来说，降温过程是最主要的过程。而降温冷却过程中又以上升运动而引起的降温冷却作用最为普遍。

积雨云就是一种在强烈垂直对流过程中形成的云。由于地面吸收太阳的辐射热量远大于空气层，所以白天地面温度升高较多，夏日这种升温更为明显，所以近地面的大气的温度由于热传导和热辐射也跟着升高，气体温度升高必然膨胀，密度减小，压强也随着降低，根据力学原理它就要上升，上方的空气层密度相对说来就较大，就要下沉。热气流在上升过程中膨胀降压，同时与高空低温空气进行热交换，于是上升气团中的水汽凝结而出现雾滴，就形成了云。

在强对流过程中，云中的雾滴进一步降温，变成过冷水滴、冰晶或雪花，并随高度逐渐增多。在冻结高度（-10摄氏度），由于过冷水大量冻结而释放潜热，使云顶突然向上发展，达到对流层顶附近后向水平方向铺展，形成云砧，是积雨云的显著特征。

积雨云形成过程中，在大气电场以及温差起电效应、破碎起电效应的同时作用下，正负电荷分别在云的不同部位积聚。当电荷积聚到一定程度，就会在云与云之间或云与地之间发生放电，也就是人们平常所说的"闪电"。

雷电以其巨大的破坏力给人类社会带来了惨重的灾难，尤其是近几年来，雷电灾害频繁发生，对国民经济造成的危害日趋严重。我们应当加强防雷意识，与气象部门积极合作，做好预防工作，将雷害损失降到最低限度。

9、雷电的产生

我国古代最早的雷击记录是《周易》记述的公元前1068年一次球形雷袭击周武王的住房。古代的人们由于缺乏科学知识，不能正确解释雷电现象，就把雷电与鬼神联系起来，创造了雷神电母等神话故事。在封建迷信时期，人们将旧历6月24日定为雷神的生日。

第一个破除迷信的人是东汉哲学家王充（公元27-97年），他第一次提出了“雷是火”的论断。1749年美国科学家benjamin franklin(本杰明-富兰克林1706-1790美国杰出的政治家和科学家)等经过科学实验，为我们揭开了雷电的神秘面纱，雷电与我们日常所用的电有相同的性质。雷电为远古人类提供了最早的火种，推动了文明的进程，但同时又具有巨大的破坏性，是最严重的自然灾害之一。

那么雷电是如何产生的呢？

空中的尘埃、冰晶等物质在云层中翻滚运动的时候，经过一些复杂过程，使这些物质分别带上了正电荷与负电荷。经过运动，带上相同电荷的质量较重的物质会到达云层的下部（一般为负电荷），带上相同电荷的质量较轻的物质会到达云层的上部（一般为正电荷）。这样，同性电荷的汇集就形成了一些带电中心，当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时，就形成“云间放电”（即闪电）。

带负电荷的云层向下靠近地面时，地面的突出物金属等会被感应出正电荷，随着电场的逐步增强，雷云向下形成下行先导，地面的物体形成向上闪流，二者相遇即形成对地放电。这就容易造成雷电灾害。

雷电形成于大气运动过程中，其成因为大气运动中的剧烈摩擦生电以及云块切割磁力线。

闪电的形状最常见的是枝状，此外还有球状、片状、带状。闪电的形式有云天闪电、云间闪电、云地闪电。云间闪电时云间的摩擦就形成了雷声。

10、雷电的描述

在气象学中，常用雷暴日数、年平均雷暴日数、年平均地面落雷密度，来表征某个地方雷电活动的频繁程度和强度。此外，也使用年雷闪频数来评价雷电活动，它是指1000平方公里范围内一年共发生雷闪击的次数。

大量观测统计资料表明，一个地区的雷闪频数与雷暴日数成线性关系。通常，建筑行业的防雷，更多的注重雷暴日的多少；航空、航海、气象、通信等行业越来越关心年雷闪频数的多少。

我国一般按年平均雷暴日数将雷电活动区分为少雷区（<15天）、中雷区（15-40天）、多雷区（41-90天）、强雷区（>90天）。

我国的雷电活动，夏季最活跃，冬季最少。全球分布是赤道附近最活跃，随纬度升高而减少，极地最少。

11、雷电与雷声的奥妙

闪电和雷声同时发生，为什么我们总是先看到闪电，后听到雷声呢？这是因为光的传播速度要比声音的传播速度快得多。光在空气里差不多每秒钟要走30万公里，用这样的速度，1秒钟可以围绕地球的赤道跑7圈半。

声音在空气中每秒钟约走340米，差不多只有光速的九十万分之一。

光从闪电发生地传到地面的时间，一般不过几十万分之一秒，而声音跑同样的距离就需要较长的时间。有时候只见闪电不见雷鸣，这是由于放电云层离开我们太远，或是发出的声音不够响的缘故。因为声音在空气里传播的时候，它的能量是越来越小的，到最后就听不到声音了。

既然天空里发生一次闪电，就有一次雷声，可有时候我们看到的闪电只一闪而过，而听到的雷声是隆隆不绝的，响好久才停。这是因为天空的闪电，一般是很长的，有的线形闪电长达2～3公里，甚至10公里左右。由于闪电各部分跟我们的距离不同，所以雷声传到我们耳边的时间就有先有后了。

另一方面，闪电往往不是发生一次就停下来，常常在一刹那间连续一连串地闪几次，那么当第一次放电的雷声还没有继续，又传来了第。

二、第三次放电的雷声，先后的雷声混合在一起，就成了隆隆不断的雷声。

另外，当雷声遇到地面、建筑物、高山或天空的云层时，都会发生反射，产生回声。这些回声传到我们耳朵里的时间也是不一致的，因此也就形成了隆隆的雷声。有时候由于几种原因凑到一起，隆隆不绝的雷声甚至可以连续响到1分钟左右才停下来。

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