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关于雷电的奥秘

关于雷电的奥秘

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2006-07-17

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    雷电是怎样产生的   雷电是夏季最常见的一种天气现象。雷电出现的开始月份一般从南往被,由东向西逐渐推迟,一般于9—10月份结束。雷电产生的同时还经常伴随暴雨、大风、冰雹和龙卷风等灾害性天气。
  雷电是怎样产生的呢?第一个揭示雷电奥秘的人是美国科学家富兰克林。他冒着生命危险,做了一次震动世界的试验,他将金属丝缚在大风筝上,让金属丝与风筝的麻绳相连,将风筝放至天空。  富兰克林用手握麻绳在大雨中狂跑。
  麻绳被雨淋湿后,他的手突然有麻木之感,当他用手指靠近麻绳下端系着的铜钥匙上能够射出一串串的电火花,结果他证明了雷电是大自然的放电现象,从此打破了人类关于雷电的迷信观念。   后来经过人们的多次试验,进一步发现了雷暴天气产生雷电的过程。
    夏季由于积雨云其形状就像打铁用的砧,所以俗称砧状云。积雨云的下部温度高,中上部温度低,云中具有强大的上升和下沉气流。云内大量的冰晶、大小水滴、过冷水滴、霰(不透明的雪珠)和冰雹等水汽凝成物,通过碰冻、碰撞,破碎和融化等许多复杂的过程,使云中起电并使正、负电荷分离开来,在云中形成正负的荷电中心,当聚集的电量足够大时,异性荷电中心之间就会发生击穿放电而产生火花放电现象和强大的响声,这就是雷电。
    雷电还有日变化,大陆上雷电一般多出现在白天,集中期在午后到傍晚之间。沿海和西部山区的许多河谷地区,易在夜间出现雷电。雷电出现后,一般持续瞬间多在1—2小时,并且是南方地区比北方地区持续时间长。
     雷电灾害是北京地区的主要自然灾害之一,夏季是雷电频繁发生的季节。  据气象部门统计,2000年至2004年,北京地区共发生雷电灾害167起,损失涉及各类电子设备、高压线路、电视电脑网络、引发火灾和人员伤亡;受灾行业涉及居民住宅、企业、银行、医院、加油站、文物古迹、政府部门、军用设施等;影响到的有供水、供电、通讯、消防设施、国家安全等部门。
       从近5年的情况看来,北京市的雷电灾害呈现了一个2002年以前快速增加。近年来,随着防雷设施管理工作的加强,到2004年后有缓慢下降的趋势。   科学防御雷电灾害的措施:   2006年7月5日,国务院办公厅下发《关于进一步做好防雷减灾工作的通知》,要求各地、各部门高度重视当前防雷减灾工作。
    《通知》指出,雷电灾害是最严重的自然灾害之一,我国每年雷电灾害频发,对人民群众生命财产安全构成严重威胁。特别是今年以来,全国因雷击造成的人员伤亡和火灾明显多于常年。   雷电发生时个人防护要点:   1、在室内雷电交加时,首先要关好门窗,避免雷电进屋,关闭电视、电脑等室内的用电设备,断开所有的电源及信号线路;同时避免接打手机。
       2、在室外活动时,不要携带金属物体在露天行走及使用金属雨伞;不能在江、河、湖、海、池塘、水库等水体边停留,更不能继续在露天游泳池里游泳。   3、如正在野外,应立即到装有避雷针的、钢架混凝土建筑物内避雷;要远离铁轨、金属栏杆及其它金属物体,避免站在山顶、制高点等场所。
    在户外活动的人应尽快回室内或躲进汽车内。   根据雷击现场的调查分析,单位防雷击应注意以下几个方面的问题:   1、应按照国家防雷标准《建筑物防雷设计规范》进行防雷保护设计和施工;请北京市避雷装置安全检测中心给予科学技术方面的指导,就可以避免或减少雷击电磁脉冲对设备的危害;各办公单位要对机房、通信设备做专业的防雷保护。
       2、建设单位在防雷设施的设计和建设时,应根据地质、土壤、气象、环境、被保护物的特点以及雷电活动规律等因素综合考虑,采用安全可靠、技术先进、经济合理的设计施工方式。
     3、新增加建设和新增加安装设备应同时对防雷系统进行重新设计和建设,如重新铺设电脑网络线、室外天线的移位和加高等都应该重新设计和建设防雷设施。     随着科学技术的高速发展,新的雷击监测、防护技术手段和仪器设备,对减少雷击灾害都起到了重要作用。
  如闪电定位系统可以提前准确地监测出方圆百公里内即将发生的雷电位置及强度,因此,只要提高雷电防范意识,做到防患未然,一定会减少雷击灾害的发生。 。

2006-07-17

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    关于雷电的几个值得注意的问题 电闪雷鸣是一种重要的自然现象,现有理论不全面或不正确,给人们顺应自然和利用自然以误导。本文就雷电的几个问题给予剖析,对人们驾驭和利用雷电以有益的参考。
   一 x射线,γ射线不是引起雷电的主因美国佛罗里达技术协会的天体物理学家约瑟夫·德怀尔(Josegh·Dwyer)认为:雷电天气中,上升与下降气流推动水分子在相互作用下,释放出电子并增强了电场强度。
    这些电子在电场中γ射线或x射线释放电量的作用下,与大气层其他微粒发生碰撞,便产生强大的雷鸣声?K放出正。负电荷。由于雷声的声强约为120分贝(即10-4w/cm2),功率可达1。
  6万π千瓦至数十万π千瓦,电压在数千伏至数万伏之间。由量子理论可知x。射线γ射线的密度数达6。  3*1015个/m2以上。而大自然中这么密集的x射线γ射线是不存在的。即使有,甚至像Josegh·Dwyer所说它们在电场中放出电量,那么地面的发电设施和电力输送网也将受到巨大影响,地面的生命也很难生存。
   二 同一团云是带正负极的通常人们认为电闪雷鸣是带正电荷的云与带负电的云相遇而产生的放电现象。  其实不尽然。对于同一电云团组成微粒所受到的外力近乎相同。在此不需详细说明了。
  而我所观察到的云团是聚集在一起的。若同一团云带的是同一种电荷,其排斥力相对它们之间的万有引力很大,对于两个带电粒子的情况,我们作如下分析:由库仑定律Fe=k q1q2/r 2 比例 系数k=9。
    00*10 9 N·m2/c2(q1q2分别为粒子带电量;r为带电粒子之间的距离) 万有引力定律中Fm=GomM/r2(Go为万有引力恒量=6。67*10-11N·m2/kg2;M。
  m分别为带电微粒质量;r为带电微粒间距) ƒe/ƒm=k q1q2/r2 / Go M m/r2 =kq1q2/GoMm 若以氢原子核为例q1=q2=1。  6*10-19C,m1=M=1。
  67*10-27kg 得ƒe/ƒm=9。0*109*(1。6*10-19)2 /6。67*10-111。67*10 –27*1。67*10-27=1。23*1036 因此,万有引力可以忽略不计。
  大气浮力与地球吸引力近似平衡,因此同种电荷的微粒不可能聚集成团。  由于大气中水蒸汽附电荷的微粒在大气局部的运动方向是一致的。考虑到地球磁场的作用附电荷的微粒将有规律的进行运动由电磁学理论可知: (一) 垂直向上的气流 1。
  上升气流的正电荷微粒向上偏东运动,上升气流的负电荷微粒向上偏西运动; 2。下沉气流带正电荷向下偏西运动,下沉气流带负电荷向下偏东运动即上升云团东正(极)西负(极)下降云团东负(极)西正(极)(二)水平运动的气流云团 1。
    偏东运动下正(极)上负(极) 2。偏西运动则上正(极)下负(极)由于同一云团同时有正极和负极,因此正。负极间的微粒产生感应电,从而使水蒸气聚集成云团。(三)。沿地球磁力线方向运动的云团正负电荷会逐渐中和,云团将逐渐散开。
  三 推论 所有云团都带电,且同时带正电和负电,正电和负电在数值上相等。  四 现实意义由于从云运动方向可判断出云的电极性质,使利用雷电成为可能!! 。

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