雷电是大气中冷热空气对流,在相互接触的锋面,发生碰撞,不同带电粒子间接触,产生的一种放电发声现象。
雷电是一种自然现象。空气在空中自然流动。在大气中,有对流层,平流层,电离层。
冷热空气也是在不停流动的,比如春天热空气从南向北流动,冷空气从北向南流动,冷热空气就会在流动中接触,碰撞,形成交锋,产生锋面,就会发声放电,出现打雷闪电。
雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云顶部一般较高,可达20公里,云的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂,但总体而言,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。因此,云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后,就会产生放电,这就是我们常见的闪电现象。闪电的的平均电流是3万安培,最大电流可达30万安培。闪电的电压很高,约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦,相当于一座小型核电站的输出功率。放电过程中,由于闪电通道中温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。 带有电荷的雷云与地面的突起物接近时,它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电鸣。
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。
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。