發生雷電的原因

monimoni1986

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1^# 大中小發表於 2008-7-14 00:44 只看該作者

發生雷電的原因

通常把發生閃電的雲稱為雷雨雲,其實有幾種雲都與閃電有關,如層積雲、雨層雲、積雲、積雨雲，最重要的則是積雨雲，一般專業書中講的雷雨雲就是指積雨雲。

雲的形成過程是空氣中的水汽經由各種原因達到飽和或過飽和狀態而發生凝結的過程。使空氣中水汽達到飽和是形成雲的一個必要條件，其主要方式有：

（1）水汽含量不變，空氣降溫冷卻；

（2）溫度不變，增加水汽含量；

（3）既增加水汽含量，又降低溫度。

但對雲的形成來說，降溫過程是最主要的過程。而降溫冷卻過程中又以上升運動而引起的降溫冷卻作用最為普遍。

積雨雲就是一種在強烈垂直對流過程中形成的雲。由於地面吸收太陽的輻射熱量遠大於空氣層，所以白天地面溫度升高較多，夏日這種升溫更為明顯，所以近地面的大氣的溫度由於熱傳導和熱輻射也跟著升高，氣體溫度升高必然膨脹，密度減小，壓強也隨著降低，根據力學原理它就要上升，上方的空氣層密度相對說來就較大，就要下沉。熱氣流在上升過程中膨脹降壓，同時與高空低溫空氣進行熱交換，於是上升氣團中的水汽凝結而出現霧滴，就形成了雲。在強對流過程中，雲中的霧滴進一步降溫，變成過冷水滴、冰晶或雪花，並隨高度逐漸增多。在凍結高度（-10攝氏度），由於過冷水大量凍結而釋放潛熱，使雲頂突然向上發展，達到對流層頂附近後向水準方向鋪展，形成雲砧，是積雨雲的顯著特徵。

積雨雲形成過程中，在大氣電場以及溫差起電效應、破碎起電效應的同時作用下，正負電荷分別在雲的不同部位積聚。當電荷積聚到一定程度，就會在雲與雲之間或雲與地之間發生放電，也就是人們平常所說的閃電。

雷電以其巨大的破壞力給人類社會帶來了慘重的災難，尤其是近幾年來，雷電災害頻繁發生，對國民經濟造成的危害日趨嚴重。我們應當加強防雷意識，與氣象部門積極合作，做好預防工作，將雷害損失降到最低限度。

當人類社會進入電子資訊時代後，雷災出現的特點與以往有極大的不同，可以概括為：（1）受災面大大擴大，從電力、建築這兩個傳統領域擴展到幾乎所有行業，特點是與高新技術關係最密切的領域，如航太航空、國防、郵電通信、電腦、電子工業、石油化工、金融證券等；（2）從二維空間入侵變為三維空間入侵。從閃電直擊和過電壓波沿線傳輸變為空間閃電的脈衝電磁場從三維空間入侵到任何角落，無空不入地造成災害，因而防雷工程已從防直擊雷、感應雷進入防雷電電磁脈衝（LEMP）。前面是指雷電的受災行業面擴大了，這兒指雷電災害的空間範圍擴大了。例如二000年七月二十五日14點40分左右，一次閃電造成漕寶路桂菁路附近二家單位同時受到雷災，而不是以往的一次閃電只是一個建築物受損。（3）雷災的經濟損失和危害程度大大增加了，它襲擊的物件本身的直接經濟損失有時並不太大，而由此產生的間接經濟損失和影響就難以估計。例如一九九九年八月二十七日淩晨2點，某尋呼台遭受雷擊，導致該台中斷尋呼數小時，其直接損失是有限的，但間接損失將大大超過直接損失。（4）產生上述特點的根本原因，也就是關鍵性的特點是雷災的主要對象已集中在微電子器件設備上。雷電的本身並沒有變，而是科學技術的發展，使得人類社會的生產生活狀況變了。微電子技術的應用滲透到各種生產和生活領域，微電子器件極端靈敏這一特點很容易受到無孔不入的LEMP的作用，造成微電子設備的失控或者損壞。

為此，當今時代的防雷工作的重要性、迫切性、複雜性大大增加了，雷電的防禦已從直擊雷防護到系統防護，我們必須站到歷史時代的新高度來認識和研究現代防雷技術，提高人類對雷災防禦的綜合能力。

雷擊是怎樣造成災害的？

雷電是夏季經常出現的一種天氣現象，雷災對自然資源和人類創造的物質文明構成巨大的威脅。那麼雷電是怎樣造成災害的呢？
首先雷電產生灼熱的高溫。雷電發生時，強大的電流通過物體，在瞬間產生巨大熱量。據分析，雷電流通道的溫度可達6000℃𨩄10000℃，有時甚至更高，它足可以使金屬熔化。如果雷電流通道遇易燃物質，可能引發火災，如1989年6月至8月，錦西、秦皇島、黃島等油庫先後遭雷擊，導致多個油罐起火爆炸，損失慘重。其次是猛烈的衝擊波：雷電使得雷電流通道附近的空氣劇烈膨脹，並以超聲波的速度向四周擴散，其週邊相對冷的空氣被強烈壓縮，空氣一脹一縮產生劇烈震動，這就是衝擊波。受衝擊波影響，雷電流通道及周圍的環境類似於炸彈爆炸一樣，破壞性很大。
此外還有雷電感應，雷電感應包括靜電感應和電磁感應，它會產生感應高電壓。對於建築物來說，如果遭到雷電感應，其內部的構架與接地不良的金屬裝置容易出現火花，這對存放易燃品的倉庫來說是很危險的，它會引起爆炸。最後是間接雷擊，這是指雷暴的雲體與大地之間存在著高電壓、強電流的一種物理過程。閃電時，瞬間強電流通過輸電電纜、通信線路、電話線和金屬管道等引入室內或由電磁感應造成電腦網路、通訊設備和工業控制系統的雷擊事故。從近幾年的雷擊資料分析，這類事故發生率高，後果十分嚴重。因此，凡有低壓電器、微電子設備的地方，對間接雷擊必須加以防備。

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