飞云掣电：雷电灾害的防范自救(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：徐帮学

出版社：河北科学技术出版社

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飞云掣电：雷电灾害的防范自救试读：

前言

人类文明史的进程，是一个与各种灾害相抗衡、与大自然相适应的艰难历程。随着经济与社会的不断发展，社会财富快速积累，人口相对集中，各种自然灾害、意外事故等对人类的生存环境和生命安全构成的威胁越来越严重。尤其是近些年来，地震、洪水、台风、滑坡、泥石流等自然灾害，以及各种突发性疫情、火灾、爆炸、交通、卫生、恐怖袭击等伤害事故频频发生。这些“潜伏”在人生道路上的种种危险因素，不仅会造成巨大的经济损失，更为严重的是会造成人员伤亡，给社会和家庭带来不幸。这些事件看起来似乎离我们很遥远，但事实上，每个人都处于一定的安全风险中，而且谁也无法预料自己在何时何地会遇到何种灾难。

人无远虑，必有近忧。因此，不要等到地震来临时，才想起不知道最佳避震场所的位置；不要等到火灾发生时，还想不起逃生通道在哪里或是不知道灭火器怎样使用；不要等到车祸发生时，因惊慌失措而枉自送了自己的性命；也不要等到遭受人身侵害时，才想起当时不该疏忽大意……

古人云：“居安思危，有备无患。”这话就是提醒我们在平时就应注意防范身边可能出现的各种危险，并做好充分的准备。曾经发生的灾难给我们留下了血的教训，倘若我们平时能够了解、积累一些有利于自我保护的基本常识和技巧，并加以适当的训练，那么，当我们陷入突如其来的困境和危险时，就会镇定自若、从容应对，产生事半功倍、化险为夷的效果。

人生最宝贵的是生命，生命对于每一个人只有一次。特别是青少年，掌握一些减灾自救的安全常识，是必不可缺少的。只有了解掌握这些宝贵的知识，才能在紧要的危急时刻，临危不乱、张弛得当，有方法、有步骤地采取积极有效的措施，将各种灾难带来的损失降到最低。

为此我们特意编写了本书，主要内容包括“自然灾害”、“火场危害”、“交通事故”、“水上安全”、“中毒与突发疾病”、“突发环境污染”等，书中主要针对日常生活中遇到的各种灾害问题作了详细解答，并全面地介绍了防灾减灾的避险以及自救的知识。我们衷心希望本书能够帮助青少年迅速掌握各种避险自救技能。让广大青少年牢牢记住：你的安危，牵系全家的幸福，让我们给你的幸福再加一道保险！谁都无法预测明天会发生什么！注意——危险时刻会发生！防患于未然，只有懂得更多自救措施，才能更有效地保护自己，救助他人！珍爱生命，关爱身边的人，让我们细读本书，一旦在身处危难时，我们才能够用科学的自救方法和救助他人的方法一道去守护危境中的生命！

心心相印，我们一起向前走，手挽着手，我们共同跨过逆境。我们一起努力，让脆弱的生命坚强起来，让宝贵的生命绽放出更美丽的花朵。

第一章 电闪雷鸣——认识雷电现象

惊天动地的雷声，划破长空的闪电，充满着一种狂暴与神秘的力量，古人对它更是心存敬畏，把雷鸣电闪与上苍惩恶除奸联系在一起，给它披上了正义的外衣。雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。下面就介绍一下雷电的基础知识。

雷与雷鸣

所谓雷是因为在下雨的时候，带异性电的两块云相接，空中闪电发出强大的声音。

闪电是一种放电现象，它是雷雨云体内各部分之间或云体与地面之间，由于有不同的带电性质而形成很强的电场。因为闪电通道狭窄、通过的电流太多，这就导致闪电通道中的空气柱被烧得白热发光，并使周围空气受热而突然膨胀，即使云滴也会在高热的条件下突然发生汽化膨胀，这样就导致了雷鸣的产生，它是一种巨大的声响。在云体内部与云体之间产生的雷为高空雷；在云对地面闪电中产生的雷为“落地雷”。图1图1　电闪雷鸣

在闪电的时候，由于其通路中的空气突然剧烈增热，温度特别高，所以导致空气急剧膨胀，通道附近的气压可增至一百个大气压以上。随后发生冷却，空气收缩，压力降低。这一切发生的时间特别短暂，仅有千分之几秒，因此，在闪电发生的同时就会有冲击波。冲击波以相当高的速度向四面八方传播，在传播过程中，它的能量很快衰减，而波长则逐渐增长。闪电发生过后的瞬时，冲击波就演变成了声波，此时，人们就会听见雷声。

除此之外，还有另外一种说法，即雷鸣是在高压电火花的作用下，因为空气和水汽分子分解而形成的瓦斯发生爆炸时所产生的声音。在雷鸣的声音最初产生的时间内有着与爆炸相同的声波。这种爆炸声波传播的速度特别快，在很短时间内就可以演变为普通声波。

从听觉上来讲，雷鸣可以分为两种：一种是清脆响亮，它如爆炸声一样，因此被称为“炸雷”；另一种是沉闷的轰隆声，也叫“闷雷”。除此之外，还有一种低沉而经久不歇的隆隆声，它的声音如同推磨声，所以被称为“拉磨雷”，但它只是闷雷的一种形式。

通常来说，炸雷是距观测者很近的云对地闪电所发出的声音。此时，观测者在见到闪电之后，马上就听到雷声；有的时候看到闪电的时候就能听见雷声。由于闪电就在观测者附近，它的爆炸波还来不及变成普通声波，因此此时的声音就如爆炸声。

如果云中闪电时，雷声在云里面经过多次反射，在爆炸波分解时，又产生许多频率不同的声波，它们互相干扰，此时人们听到雷声的感觉是特别沉闷，这就是闷雷。通常，闷雷的响声比炸雷来得小，并不是特别吓人。

长时间的闷雷就是拉磨雷。雷声拖长的原因主要是声波在云内的多次反射以及远近高低不同的多次闪电所产生的效果。另外，在声波遇到一些海拔高的物体时会发生反射。有的声波要经过多次反射。这多次反射有可能在很短的时间间隔内先后传入我们的耳朵。因此，有的雷声很长，像是在拉磨。图2图2　雷鸣常常伴随暴雨而来你知道吗雷电给大树“纹身”2004年6月16日晚，河南省许昌市襄城县山头店乡董湾村一带狂风骤起，黑云压城。片刻，天空电光闪烁，霹雳惊人。晚上9点，伴随一声惊天动地的巨响，村后的一棵桐树遭雷电袭击。但奇怪的是，雷电并未将大树击倒或者劈碎，而是将树身撕开了20多处裂口，犹如为大树“纹”了身。远远看去，树身上黑白条纹分明，就像耸立在天地间的一根“龙柱”。该树的主人介绍，这棵桐树已生长了25年，树高约11米，树身周长约2米。雷电“纹身”现象发生后，许多邻近的村民纷纷跑来“看热闹”。一些村民认为是孽龙为躲雷劫，附身桐树，致使桐树遭到雷击，一些人则认为此树“触犯”了天条，受到惩罚……一时迷信四起，众说纷纭。其实，雷电为大树“纹身”，是大自然中一种有趣的雷击现象。防雷专家认为，这是因为雷电具有“趋肤效应”和“热效应”造成的：当雷电击中树木时，树木成了很好的导电体，如果雷击时伴有雨水，当雨水沿树体流向地面时，雨水流过的地方便成了雷电流对地泄放的最好路径；当雷电流沿树体对地泄放时，由于电流很强，通过的时间很短，在树体中产生了大量的热量，这些热量在瞬间来不及散发，便导致树木表皮内的水分被大量蒸发成水蒸气，水蒸气迅速膨胀，产生了巨大的张力，使得树体的表皮因爆破力而呈条状剥落，从而出现了大树“纹身”的现象。

认识闪电

闪电或闪电放电，一般指雷暴天气雷雨云产生的云闪和云地闪电。这种超长距离的闪电、放电产生强大的电流，同时还会伴随强烈的发光、高温、电磁辐射，冲击波和隆隆雷声，光、电磁和声发射是同一个闪电放电过程产生的不同物理效应和现象。

闪电蕴含了巨大的能量，破坏力惊人，它犹如一把利剑刺破长空，直径5厘米的脉冲电能以14.5万千米／秒的高速穿过大气层，由于速度太快，人们根本不可能见到闪电是怎样由云层冲向地面的。击中一棵大树时，闪电会使树内的汁液立即沸腾，汁液快速汽化，能使大树爆碎。图3图3　闪电看上去很美

当闪电刺破夜空时，我们常常会感到，在街市里奔跑的行人、疾驰的车辆，仿佛在一刹那间都停滞了。造成这种停滞景观的原因，就在于闪电持续的时间极其短促，每次持续时间通常不过万分之一秒，最长的也不超过千分之一秒。在这样短暂的一瞬间，人们的眼睛不能觉察出其他物体位置的移动，于是，周围的一切好像都停滞不动了。

在这样转瞬即逝的短时间内，划过天空窜落到地面的闪电长度较短，一般不会超过几千米，而完全在空中活动的闪电长度就比较长。苏联科学家曾专门乘坐飞机到发生雷暴的云层中进行过探测，有一次探测到一条刚好和飞机的飞行路线相平行的闪电，它的长度在50千米～60千米之间。据说，美国科学家曾探测到长达150千米的闪电。

闪电的最常见形式是线状闪电，偶尔也可出现带状、球状、串球状、枝状、箭状闪电等等。图4图4　现状闪电1. 线状闪电。线状闪电与其他放电不同的地方是它有特别大的电流强度，平均可以达到几万安培，在少数情况下可达20万安培。这么大的电流强度。可以毁坏和摇动大树，有时还能伤人。当它接触到建筑物的时候，常常造成“雷击”而引起火灾。线状闪电多数是云对地的放电。2. 片状闪电。片状闪电也是一种比较常见的闪电形状。它看起来好像是在云面上有一片闪光。这种闪电可能是云后面看不见的火花放电的回光，或者是云内闪电被云遮挡而造成的漫射光，也可能是出现在云上部的一种密集的或闪烁状的独立放电现象。片状闪电经常是在云的强度已经减弱，降水趋于停止时出现的。它是一种较弱的放电现象，多数是云中放电。3. 球状闪电。球状闪电的直径从0.15～2米不等，也有超过5米的，一般发生在雷区。它像一团火球，有时还像一朵发光盛开着的“绣球”菊花。有时在空中慢慢转游，有时又悬在空中完全不动。有时发出白光，有时又发出像流星一样的粉红色光。“喜欢”钻洞，有时可以从烟囱、窗户、门缝钻进屋内，在房子里转一圈后又溜走。有时发出“咝咝”的声音，然后一声闷响而消失，有时又只发出微弱的噼啪声而不知不觉地消失。球状闪电消失后，可能在空气中留下一些有臭味的气烟，有点像臭氧的味道。其生命史不长，大约为几秒钟到几分钟，且其行进速度也很快，比人类奔跑速度要快得多，大约速度在每秒几米至几十米不等，具体要看火球的大小而定。经常袭击生命体，并释放出强大的能量，所以避免被球状闪电击中的方法是一动不动，并且不发出声响。图5图5　球状闪电4. 带状闪电。它由连续数次的放电组成，在各次闪电之间，闪电路径因受风的影响而发生移动，使得各次单独闪电互相靠近，形成一条带状。带的宽度约为10米。这种闪电如果击中房屋，可以立即引起大面积燃烧。5. 联珠状闪电。联珠状闪电看起来好像一条在云幕上滑行或者穿出云层而投向地面的发光点联线，也像闪光的珍珠项链。有人认为联珠状闪电似乎是从线状闪电到球状闪电的过渡形式。联珠状闪电往往紧跟在线状闪电之后接踵而至，几乎没有时间间隔。

闪电的形成

按照国际惯例，一次完整的闪电过程定义为一次闪电，其持续时间为几百毫秒到1秒钟不等。一次闪电包括一次或者几次大电流脉冲过程，被称为“闪击”，而其中最强的快变化部分叫“回击”。闪击之间的时间间隔一般为几十毫秒，对地闪电在人眼中所呈现的闪烁，便是由几次闪击所造成的。图6图6　负地闪

1. 负地闪

负地闪过程将云内的负电荷输送入地，一次负地闪过程通常可中和几十库仑的云中电荷，它以持续时间为几毫秒到几百毫秒的云内预击穿过程开始，之后是从云到地以间歇性突跳式行进的梯级先导过程，梯级先导过程在几十毫秒内向下输送大于10库仑以上的负极性云电荷，先导电流平均为300安。当梯级先导头部接近地面时，在地面的自然尖端或高大建筑物等突出物体上将诱发一个或几个以上行先导，由此产生连接过程。当下行先导头部与上行先导接触时，随即发生首次回击过程。回击上行的速度约为光速的1/3，峰值电流平均约为30千安，上升时间约为几微秒。首次回击结束后，放电过程如果停止，则称为单闪击闪电，如果在较短的时间内发生以直窜先导或直窜一梯级先导引导的后继回击，则为多闪击闪电。

2. 正地闪

正地闪的放电过程与负地闪类似，都由云内的预击穿过程开始，之后是从云到地的先导和回击过程。但正地闪回击次数一般较少，通常只有一次回击。雷暴中以中和负极性电荷的负地闪为主，但在雷暴的消散阶段、中尺度对流系统的层状云区，产生冰雹、龙卷风等灾害性天气过程的超级风暴中都时常出现大量的正地闪，更重要的是正地闪的发生发展具有其独特性。观测结果显示正地闪的最大回击电流有时可达300千安，中和的电荷量达几百库仑，它的连续电流的幅值比负地闪的大一个量级，其回击的上升时间较负地闪回击要稍长。由于正地闪具有中和电荷量多和回击电流大，并常常带有持续时间较长的连续电流而更易引起诸如森林火灾、油库爆炸等更为严重的雷电事故。不同地区正地闪占全部地闪的比例有较大差别，从0～100％不等。比例最高的是日本的冬季雷暴，最高可达100％，通常在40％～90％之间。一般来讲，虽然在夏季雷暴中正地闪较为罕见，但是其发生的比例会随着纬度的增加和地面海拔高度的增加而增加。随着海拔高度的增加，正地闪发生的比例也增加，在海平面上比例约为3％，在海拔高度为2～4千米的地方，则为30％。这个比例的大小很可能与雷暴的电荷结构有关，但目前还没有明确的结论，仍是一个非常值得研究的问题。图7图7　超级风暴过后

3. 云闪

云闪是最经常发生的一种闪电放电事件，云闪持续时间与地闪类似，平均为半秒钟。一个典型的云闪放电过程可以传播5～10千米的距离，中和电荷几十库仑。根据地面电场变化观测结果分析推断：云闪放电一般开始于连续传播的流光，当流光遇到极性相反的电荷源时，便引发类似于地闪回击的放电过程称为反冲流光，与此相伴的电场叫做K变化，对应于小而快速的电场变化。一般将云闪分为初始、活跃和结束三个阶段，约占云闪整个持续时间一半时间的初始和活跃阶段与通道垂直延伸有关。最近利用先进的三维雷电观测系统LMA发现：云闪放电呈现双层结构，上下两层通道分别在正负电荷区内水平延伸和扩展，有一个垂直短通道把这两层通道连接起来；在具有三极性电荷结构的雷暴云中，云内放电不仅发生于上部正电荷区与中部主负电荷区之间，还存在着反极性放电过程。它起始于中部负电荷区，向下传输到下部正电荷区后水平发展；除极性相反外，其特性与发生在上部正电荷区与中部主负电荷区的闪电一致，进一步证实雷暴下部正电荷区的存在并且参与放电过程。云闪由于发生在云内，受云体的遮挡，对其进行直接的观测较困难，同时由于对地面的影响相对较弱，从而没有引起人们足够的重视。但随着雷电探测技术的提高，特别是微电子技术的广泛采用，云闪产生的电磁脉冲对电子设备的影响越来越严重，人们也越来越关注云闪放电特性。尤其是反极性云闪的发现，由于它发生的位置较低，对地物的影响更大，但其发生发展机制的研究才刚刚开始，这将进一步促进人们对云闪过程的研究。

雷电物理过程的研究仍将是今后相当长一段时问内的主要任务，特别是雷电不同放电过程的超高频电磁辐射特征、放电的发展和演化过程、放电所伴随的电、光、声效应，以及不同地区雷电放电过程的异同等，这些问题的揭示，将有针对性地开展科学的雷电防护、减少雷电灾害起到重要的指导作用。图8图8　雷电的研究才刚刚起步

神奇的地闪电流

1. 电流

地闪的电流是防雷工程中最为重要的电参量之一。主要包括先导电流、回击电流、连续电流等。2

梯式先导电流的平均电流强度一般为10安左右。单个梯式的先23导电流可达5×10～2.5×10安，直窜先导电流的电流强度一般约为310安。4

回击电流则是幅度很大的脉冲电流，其峰值一般可达1×10安～43×10安，所以称它为主放电，一般防雷主要是考虑它的作用。22

连续电流的电流强度一般为1.5×10安左右，其变化范围为3×103～1.6×10安，持续时间为50～500毫秒。图9图9　巨大的闪电电流

1970年代在南非一块相对平坦地区的一座60米高的塔上进行了闪电电流的测量。塔与地绝缘，闪电电流是在塔底通过电流变压器和罗柯夫斯基线圈（通过电磁感应）来测量的。结果发现在观测到的闪电中有超过50％的闪电是由常见的下行负梯级先导引发的，但没有观测到正地闪。在这些测量中发现非常快的电流上升时间，这在当时其他研究中未曾观测到。他们的结果还发现有95％的后继回击电流峰值大于4.9千安，50％的后继回击电流峰值大于12千安，还有5％的闪电电流大于9千安。其他地区如在日本、澳大利亚、巴西、哥伦比亚等地也利用矮塔进行了雷电流测量。

2. 闪电的电磁辐射（1）静电感应

雷雨云临空，裸露的金属板（如金属屋顶）由于静电感应而带上与积雨云中下部电荷异号的电荷，这时金属屋顶面与积雨云间可组成一个电容器，电力线从云中电荷指向金属屋面，或者相反。这个电场对电容器外的地面物可以说作用很微弱，金属屋面所带的电荷是被束缚住的。但是积雨云一旦放电，雷击附近地区，积雨云下部的电荷消失，这时金属屋顶面所带的电荷如果不能迅速地泄放，它与邻近的地面物体之间就可以产生很高的电位差（即高电压），甚至发生闪络，造成雷击危害。这种形式的雷击起因于静电感应，被称为感应雷击，或称为二次雷效应。要减少这种雷害，就得设法使金属屋面的感应电荷迅速减少，为此必须按照防雷工程设计要求，架设几条足够粗的金属导体，把它与金属屋面焊接之后良好地接地，以泄放电荷。（2）雷电电磁辐射

强烈的闪电放电过程中产生静电场变化、磁场变化和电磁辐射，覆盖从极低频到超高频的很宽频带范围。近距离地闪感应场和静电场变化的频谱能量主要分布在10千赫兹以下，而远距离闪电电磁辐射的频谱峰值在1～10千赫兹之间。图10图10　闪电放电时会产生电磁辐射

各种放电过程所发出的电磁波，其传播受到大地电导率、大气状况及电离层多次反射的影响，产生传播衰减。虽然闪电放电辐射频谱极宽，但只有甚低频电磁波部分可以传播到几千千米远。由于地面和电离层波导传播的舒曼共振效应，使得频率8.0，14.1，20.3和26.4赫兹的极低频（ELF）分量能够在全球范围观测到；另外，由于低于5兆兹的闪电电磁辐射全部被电离层反射，只有高于5兆兹的高频闪电电磁辐射能够穿透电离层，被卫星观测到。光波也是可以穿过大气层的，所以能够在卫星上进行全球摄像观测闪电。

闪电电磁辐射严重干扰无线电通信和各种设备的正常工作，是无线电噪声的重要来源，在一定范围内造成许多微电子设备的损坏，引起火灾，已成为20世纪80年代之后雷电灾害极重要的原因。但是另一方面，闪电产生的电磁场效应又是进行雷电探测的重要信息，由此可获知闪电电流、闪电电荷、闪电电矩以及云中电荷分布等各种闪电电学参量。此外，根据远距离闪电辐射的电场、磁场波形的观测，还可以进行实用价值较大的雷电定位、监测和预警工作。闪电的强大电流使得闪电通道内的气体分子和原子被激发到高能级，从而产生光辐射。对这种光辐射可进行照相观测，从而获得地闪结构的丰富信息。可以对光辐射进行光谱观测，鉴别光谱的谱线，从而获知闪电通道中各种发光粒子的成分。对光谱谱线的强度和线宽做定量分析，就能进一步获知闪电通道的平均温度、平均电子密度、平均气压和平均气体密度等闪电通道物理参量。（3）雷声

闪电回击通道的初始平均温度和气压均很高，它有着巨大的瞬时功率，所以产生爆炸式的冲击波。用实验方法直接观测冲击波的波阵面扩展速度很困难，所以研究者采用实验室内模拟雷电的观测，测得火花通道径向扩展速度，也可以运用理论来估算。闪电通道径向扩展速度最大可达1.6千米／秒左右，远大于大气中的声速，但是它很快就衰减，冲击波转变为声波，就听到隆隆雷声。图11图11　雷声是看不到的

雷电的形成

雷电是雷雨云之间或云地之间产生的放电现象，雷雨云是产生雷电的先决条件，雷雨云在气象学里也称积雨云，积雨云浓而厚，云内对流旺盛，“乌云滚滚”。积雨云的云体庞大，像高山；顶部模糊，云底很阴暗；高度很低，云色乌黑。伴随出现的天气是多云或阴，有雷阵雨，伴随大风、雷电，有时产生冰雹、龙卷风等。由于其发展极盛，有的云顶高度达20公里左右。云内对流运动和水滴不断碰撞分裂，使积雨云中积累起大量的空间电荷，在云内不同部位形成分离的正、负电荷中心，造成极高的电场强度。当云与云之间、云与地之间的电位差增大到一定数值时，电场强度超过空气可能承受的击穿强度时，就形成放电。不同极性的电荷通过一定的电离通道互相中和，产生强烈的光与热，在放电通道中所产生的强光称之为“闪”；在放电通道中发出热后使通道附近的空气突然膨胀，形成巨大的轰鸣声，就称之为“雷”。

2. 雷雨云的形成

产生雷电的条件是雷雨云中有电荷积累并形成极性。科学家们对雷雨云的带电机制及电荷有规律分布，进行了大量的观测和试验，积累了许多资料，并提出各种各样的解释，有些论点至今还有争论。图12图12　壮观的雷雨云（1）对流云初始阶段的“离子流”假说

大气中存在着大量的正离子和负离子，在云中的雨滴上，电荷分布是不均匀的，最外边的分子带负电，里层的带正电，内层比外层的电势差约高0.25伏。为了平衡这个电势差，水滴就必须优先吸收大气中的负离子，这就使水滴逐渐带上了负电荷。当对流发展开始时，较轻的正离子逐渐被上升的气流带到云的上部；而带负电的雨滴因为比较重，就留在了下部，造成了正负电荷的分离。（2）冷云的电荷积累

当对流发展到一定阶段，云体伸入0℃层以上的高度后，云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。这种由不同状态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云，叫冷云。冷云的电荷形成和积累过程有如下几种：

过冷水滴在霰粒上撞冻起电：在云层中有许多水滴在温度低于0℃时也不会冻结，这种水滴叫过冷水滴。过冷水滴是不稳定的，只要它们被轻轻地震动一下，就马上冻结成冰粒。当过冷水滴与霰粒碰撞时，会立即冻结，这叫撞冻。当发生撞冻时，过冷水滴外部立即冻成冰壳，但它的内部仍暂时保持着液态，并且由于外部冻结放的潜热传到内部，其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳高。温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带上正电，内部带上负电。当内部也发生冻结时，水滴就膨胀分裂，外表皮破裂成许多带正电的冰屑，随气流飞到云层上部，带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上，使霰粒带负电并留在云层的中下部。图13图13　爆发的雷雨云

冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电：霰粒是由冻结水滴组成的，成白色或乳白色，结构比较松脆。由于经常有冷水滴与它撞冻并释放潜热，它的温度一般比冰晶高。在冰晶中含有一定量的自由离子（OH-和H+），离子数随温度升高而增多。由于霰粒与冰晶接触部分存在着温度差，高温端的自由离子必然要多于低温端，因而离子必然从高温端向低温端迁移。离子迁移时，带正电的氢离子速度较快，而带负电的较重的氢氧根离子则较慢。因此，在一定时间内就出现了冷端氢离子过剩的现象，造成了高温端为负，低温端为正的电极化。当冰晶与霰粒接触后，又分离时，温度较高的霰粒就带上了负电，而温度较低的冰晶就带上了正电。在重力和上升气流的作用下，较轻的带正电的冰晶集中到云的上部，较重的带负电的霰粒则停留在云层的下部，因而造成了冷云的上部带正电而下部带负电。

水滴因含有稀薄盐分而起电：出了上述冷云的两种起电机制外，还有人提出了由于大气中水滴含有稀薄盐分而产生起电机制。当水滴冻结时，冰的晶格中可以容纳负的氯离子，却排斥正的钠离子。因此，水滴冻结的部分带负电，而未冻结的部分带正电（水滴冻结时是从里向外进行的）。由于水滴冻结而成的霰粒在下落的过程中，摔掉表面还未来得及冻结的水分，形成许多带正电的小云滴，而冻结的核心部分则带负电。由于重力和气流的作用，带正电的小滴被带到云的上部，而带负电的霰粒则停留在云的中、下部。（3）暖云的电荷积累

在热带地区，有一些云整个云体都位于0℃以上区域，因而只含有水滴而没有固态水粒子，这种云叫暖云或水云。暖云也会出现雷电现象。在中纬度地区的雷暴云，云体位于0℃等温线以下的部分，就是云的暖区。在云的暖区里也有起电过程发生。图14图14　加拿大的雷雨云你知道吗为什么雷雨云是黑色的？所有的云彩都是由数不清的水滴构成的。大部分云彩中的水滴都很小，这些小水滴之间有足够的缝隙让阳光穿过。由于我们可以看到光，所以我们看到的云彩是白色的。而组成雷雨云的水滴较大，阳光无法穿透水滴与水滴之间的缝隙，因此雷雨云是不透光的。这也就是为什么我们从地面向上看到的雷雨云是黑色的。

雷电的伴生现象

雷电发生时，常伴有雷雨大风、冰雹、龙卷风、飑等恶劣天气现象，致使房屋倒毁，庄稼树木受到摧残，电信交通受损，甚至造成人员伤亡等。

1. 雷雨大风

雷雨大风，是指在出现雷、雨天气现象时，风力达到或超过8级（≥17.2米／秒）的天气现象。当雷雨大风发生时，乌云滚滚，电闪雷鸣，狂风夹伴强降水，有时伴有冰雹，风速极大。它涉及的范围一般只有几千米至几十千米。

雷雨大风常出现在强烈冷锋前面的雷暴高压中。雷暴高压是存在于雷暴区附近地面气压场的一个很小的局部高压，雷暴高压中心温度比四周低，下沉气流极为明显，雷暴高压前部为暖区，暖区有上升气流，就在这个下沉气流与上升气流之间，存在着一条狭窄的风向切变带，其为雷雨大风发生处，它过境时带来极强烈的暴风雨。如果雷雨大风发生在单一气团内部，那么它常常是由于局地受热不均引起。雷雨大风的生命史极短。图15图15　车窗外的雷雨大风

暴风雨是指大风与强降水（大雨或暴雨）相伴或相继出现的现象。一般国际民航称这种天气为暴风雨，飞行中如遇到这种恶劣天气，会使飞机操纵变得十分困难。

2. 冰雹

冰雹俗称雹子，夏季或春夏之交最为常见。它是一些坚硬的冰丸，通常直径只有几毫米，小如绿豆、黄豆。也有大似栗子、鸡蛋的，有的比柚子还大。冰雹云是由水滴、冰晶和雪花组成的。一般为三层：最下面一层温度在0℃以上，由水滴组成；中间一层温度为0～20℃，由过冷却水滴、冰晶和雪花组成；最上面一层温度在-20℃以下，基本上由冰晶和雪花组成。

冰雹是我国严重灾害之一。我国大多数地方每年都会受到不同程度的雹灾。尤其是北方的山区及丘陵地区，地形复杂，天气多变，冰雹多，受害重，特别是农业受害很大。猛烈的冰雹常击毁庄稼，损坏房屋，砸伤致死人员和牲畜的情况也常常发生。较大的冰雹会打破房屋窗户、温室玻璃和汽车挡风玻璃等。

降雹形成的灾害虽然是局部和短时的，但后果往往是严重的。如2007年4月1日下午到夜间，福建闽清、永泰、建瓯等6个县市遭遇特大冰雹袭击，造成163间房屋倒塌，5.54万间房屋受损，农作物受灾面积6.3千公顷（约10万亩），受灾人口9.92万人，直接经济损失1.15亿元。1997年4月12日广东省茂名市北部山区出现暴雨和冰雹等灾害，信宜市14个乡镇出现6～7级阵风，最大冰雹重15公斤，一般大的如鸡蛋，小的如花生米，造成3人死亡，倒塌房屋750间，瓦面被揭的房屋2万多间，经济作物受损达10多万亩。图16图16　少见的大冰雹

3. 龙卷风

龙卷风是一个猛烈旋转着的圆形空气柱。它多发生于高温、高湿的不稳定气团并与其他天气系统的激发作用密切相关，如具有强烈上升气流积雨云母体中的旋转云块，当云块向下延伸时，便形成漏斗状云柱。

龙卷风的上端与积雨云相接，下端有的悬在半空中，有的直接延伸到地面或水面。它一边旋转，一边向前移动。发生在陆地上时，卷起尘土、碎屑，卷走房屋、树林的龙卷风，称为陆龙卷；出现在海面或其他水面上，犹如龙吸水的现象，称为海龙卷或水龙卷。

龙卷风具有强大的破坏力，能吸起江、湖、海水，拔起大树，吹倒房屋，卷走牲畜和庄稼。只要具备强烈对流的条件，一年四季都可以出现龙卷风，但它一般在暖季出现。一天之内，白天、黑夜都能生成龙卷风，但绝大部分发生在午后。2007年7月3日16时57分，上帝的手指似乎就在中国安徽东部小城天长市搅动了一阵，20分钟时间里，一条宽约200米、长20千米的“恐怖之廊”出现在人们面前。此次龙卷风造成人员伤亡105人，其中7人死亡，98人受伤。龙卷风还导致700多间房屋倒塌，电力、通讯、水利设施和农田受损严重，直接经济损失3000余万元。同年8月18日夜间，受台风“圣帕”外围影响，中国浙江省温州市苍南县龙港镇遭到长8000米、宽800米的龙卷风袭击，造成11人死亡，60余人受伤，156间房屋倒塌。图17图17　来势汹汹的龙卷风

有时，同时有几个龙卷一起出现，造成严重灾害。1969年6月30日，在美国西部近海海面上，45分钟内有6个水龙卷并存，致使1200人死亡。1974年4月3日上午9时起的24小时内，美国中西部和南部的12个州共发生148个龙卷，这是美国历史上群发龙卷灾害波及范围最广的一次。

4. 飑

气象上所谓飑，是指突然发生的风向突变，风力突增的强风现象。而飑线是指风向和风力发生剧烈变动的天气变化带，沿着飑线可出现雷暴、暴雨、大风、冰雹和龙卷风等剧烈的天气现象，它是一条雷暴云或积雨云带。

飑线常出现在雷暴云或积雨云到来之前或冷锋之前，春、夏季节的积雨云里最易发生。潮湿不稳定气层能助长飑线的强烈发展。当它即将出现时，天气闷热，风向很乱或多偏南风。当强冷空气入侵时，地面冷锋前部的暖气团中，或低压槽附近，大气存在不稳定层结，此时最易形成飑线天气。飑线多发生在傍晚至夜间。

飑线前部的阵风有时非常强烈，当相互靠近的一些雷暴气流同时下沉时，可造成极端强烈的阵风。向外冲击的冷空气可以损坏在停机坪上的飞机，毁坏大面积的庄稼，掀翻水面舰艇，甚至可以吹倒建筑物。1980年2月27日在广东潭江水道行驶的曙光401客轮，被飑吹沉，死亡301人，经济损失100万元；1983年3月1日在广东东平水道航行驶的红星283号，被飑吹沉，死亡148人，经济损失110万元；1985年3月27日在广东天河水道航行的红星312客轮，被飑吹沉，死亡83人，经济损失120万元。除此之外，几乎每年都有客、货船被飑吹沉事件发生，造成不同程度损失。图18图18　席卷而来的龙卷风

雷电的控制与应用

随着科学技术的迅速发展，雷电这一自然现象已基本上被人们了解。但是我们应当在了解雷电的基础上，做到控制雷电并使之为人类服务。怎样才能利用雷电呢？

人工控制雷电，是指通过人工引雷、消雷的方法，使云中电荷中和、转移或提前释放，控制雷电的产生，以确保空中和地面军事行动的安全。人工控制雷电的方法有：利用对带电云团播撒冻结核，改变云体的动力学和微物理学过程，以影响雷电放电；采用播撒金属箔以增加云中电导率，使云中电场维持在雷电所需临界强度以下抑制雷电；人为触发雷电放电，使云体一小部分区域在限定的时间内放电。图19图19　人工消雷降雨

雷电形成的强大电流、炽热的高温、剧变的静电场和频谱丰富的电磁波，威胁着人畜生命，毁坏建筑物，造成森林火灾，破坏高压输电系统和有线通信系统。干扰无线通讯，造成飞行事故，影响火箭发射等等。危害最大的是云-地雷电。避雷针虽可防雷，但只限于固定地点和小面积。流动性和大面积防雷，如易燃、易爆物质的运输，核设施和森林的防雷，避雷针是无能为力的。因此，人们积极研究人工控制（抑制和诱发）雷电技术。

人工抑制雷电的一个方法是在雷雨云中用高射炮或飞机播撒数百万个，甚至数十亿个直径数十微米、长数厘米的金属细丝或镀有金属的尼龙细丝。在雷雨云中电场的作用下，细丝发生静电感应，由于尖端效应，细丝两端电荷密度极大，其附近电场极强。当场强达到起晕场强（仍大大低于闪电所需场强）时，发生电晕放电，产生大量正、负离子，使云中大气导电性能改善，在云中形成闪电通道，云内放电次数增加，则危害最大的云-地雷电可以得到抑制。

也可以在雷雨云中的过冷区播撒碘化银晶粒。根据结晶学原理，晶体在生成过程中首先形成晶核，而晶核可以用结构相似的其他物质代替。碘化银晶体结构和冰晶十分相似，是一种十分理想的人工冰核。因此在雷雨云中播撒了碘化银晶粒后很快可以形成大量冰晶，由于冰晶棱角锋利，可以起到和金离细丝相同的抑制雷电的效果。图20图20　飞机进行碘化银播撒

因为雷电是雷雨云的产物，雷雨云的形成要靠上升气流。因此，也可以在云中投掷黏土之类的物质形成下沉气流来对抗上升气流，或炮击雷雨云而干扰上升气流，使雷雨云得不到充分发展，雷电也就难以产生。

以上是抑制雷电的物理原理。人们从飞机、火箭穿过并无自然雷电的云体而常常遭受雷击受到启发，发现在有可能产生雷电，但云中场强尚不足以造成闪电的云中，发射小火箭之类的细长型高速飞行导体可以诱发雷电。一是因为这些导体在云中运动时本身强烈起电，严重影响云中电场；二是因为这些导体易产生电晕放电，从而改善了云中导电情况；加之这些飞行器排出的高导电性喷气，相当于将飞行器加长，从而增大了作用范围，因此可以诱发云中雷电，从而消耗云内电荷，在云中开辟出一条安全通道，使导弹、宇宙飞船能安全穿过云层进入大空。如果发射带拖线的小火箭，可以诱发危害最大的云-地雷电，达到某些军事目的。图21图21　城市中的电闪雷鸣

认识雷暴

雷暴是伴有雷击和闪电的局地对流性天气。

当大气中的层结处于不稳定时，容易产生强烈的对流，云与云、云与地面之间电位差达到一定程度后就要发生放电，有时雷声隆隆、耀眼的闪电划破天空，常伴有大风、降雨或冰雹。这就是雷暴现象。

1.雷暴的种类（1）根据大气的不稳定性及不同层次里的相对风速来划分雷暴，可将其分为单细胞雷暴、多细胞雷暴和超级细胞雷暴三种。图22图22　异常壮观的雷暴天气

单细胞雷暴：单细胞雷暴是在大气不稳定的情况下发生，且此时只有少量甚至没有风切变时发生。单细胞雷暴的持续时间通常较短暂，不会超过1小时，所以也称其为“阵雷”。炎炎夏季，我们经常能够遇到单细胞雷暴。

多细胞雷暴：多细胞雷暴由多个单细胞雷暴所组成，由单细胞雷暴进一步发展而成。发生多细胞雷暴时，会因为气流的流动而形成阵风带，这个阵风带可以延绵数里，如果风速加快、大气压力加大及温度下降，这个阵风带会越来越大，并且吹袭更大的区域。

超级细胞雷暴：是在风切变极大时发生的，并由各种不同程度的雷暴组成。这种雷暴的破坏力最大，并且有30％的可能性会产生龙卷风。（2）根据雷暴形成时不同的大气条件和地形条件，一般将雷暴分为热雷暴、锋雷暴和地形雷暴三大类。热雷暴

热雷暴多发生在温暖的天气里，孕育它的是几乎静止、很热、均一的气团。图23图23　龙卷风与雷暴

下层空气受热或上层空气受冷而发生强烈的上下对流作用，产生热雷暴的雷云，其往往决定于局部的条件，例如地形、温度和湿度等。大陆的夏季常常有这样的雷暴，一般出现在闷热、无风和晴朗的夏天的午后。而下层空气受热的作用在个别高处和小山上又特别明显，因而这种地方出现的热雷暴也特别多。

热雷暴伴有强烈的暴雨，发展迅速，雨势很急，往往还带有冰雹和无数的闪电，但雷暴的分布极不均匀。锋雷暴

当两个大的气团移动时，在冷气团和暖气团相遇的锋面上发展起来的雷暴就是锋雷暴。冷暖气团相遇时，冷空气总在暖空气下面，排挤暖而湿的空气，并把它抬升起来，于是那个地方的天气就急剧地变化。按照冷暖空气流动的情况，可以把锋雷暴分为两类：

暖锋雷暴：当暖空气流动到原有冷空气区域时，暖空气沿着冷空气斜坡往上升，在上升过程中产生变冷凝结作用产生的雷暴。因为暖空气沿着冷空气的斜坡慢慢往上爬，作用并不剧烈，雷暴的强度一般不大。但这种

雷暴分布

冷锋雷暴：当强冷空气流像楔子一样侵入原来较轻而暖湿的气团时所形成的雷暴，也叫做寒潮雷。由于冷空气往往来势很凶猛，所以它比暖锋雷暴来得猛烈，是雷雨中最强烈的一种，常在短时间内形成特大暴雨，因而灾害最重。

冷锋、暖锋、静止锋上都可产生雷暴。其中以冷锋雷暴出现最多，强度也较强。暖锋雷暴较少。（3）地形雷暴

由于地形作用而引发的雷暴。

由于地形关系，某些地区特别容易产生雷雨。例如在山岭地区，当暖空气经过山坡被强迫上升时，在山地迎风的一面空气沿山坡上升，到一定高度变冷而形成雷云；但到了山背风的一面，空气沿山坡下沉，温度升高，雷雨消散或减弱。特别是在滨海的山岳地带，近海的一面山坡上便常有雷雨发生，这是由于海风潮气特重的缘故。

也有人把冬季发生的雷暴划为一类，称为冬季雷暴。在我国南部还常出现所谓旱天雷，也叫干雷暴。

2.雷暴的特点（1）突发性强

由于雷暴的发生发展与积雨云联系在一起，从雷暴云的出现到消失，它有很强的局地性和突发性，水平范围只有几公里或十几公里，在时间尺度上也仅有2～3小时，因此，这种中小尺度天气系统在预报上有一定的难度。（2）能量巨大

雷暴的能量很大，千分之几到十分之几秒的雷电放出的电能，可达到数十亿到上千亿瓦特，温度为10000℃～20000℃。图25图25　我国雷暴分布（3）变幻莫测

雷暴能变幻出各种神秘莫测的怪异景象。排列整齐的一队羊群，雷电可能有规律地间隔击毙其中的一部分；遭到雷击的人或动物，可能在皮肤表面或毛皮之内留下某种图案或“象形文字”。

据悉，美国有个小男孩爬到树上掏鸟蛋，适逢雷击，落地毙命的小男孩胸部清晰地烙着那棵树的图像，枝头上还有一只小鸟，小鸟的旁边正是那个鸟窝，人们对这些现象至今还无法做出科学的解释。你知道吗雷暴最多的国家印度尼西亚是由大大小小3000多个岛屿组成的“千岛之国”，素有“雷暴王国”之称。在印度尼西亚，仅爪哇岛的茂物，一年里就有322个雷暴日，打雷的次数约有1.4万次，即平均每天有30～40次。印度尼西亚位于赤道及其两侧，全年气候炎热，每月平均气温在25℃～28℃之间，没有季节之分，人们一年到头生活在酷暑之中。那里天气单调、呆板，清晨太阳从地平线露出脸儿，把爪哇岛及其附近岛屿晒得滚烫滚烫，对流运动极易发展。对流的出现，把近地层又湿又热的空气源源不断地带到高空。当这种潮湿空气到达气象学上的“凝结高度”时，便凝结成雨滴。在凝结成雨滴的过程中，释放出的热量非常大，而空气获得新的热量后，又加速了向上运动。随着太阳的升高，地面受热不断增强，对流运动更加发展，凝结释放的热量进一步增多，乌黑的云层里便电光闪闪，雷声隆隆，紧接着就是一场雷雨。可见，由于适当的地理位置、强烈的日照、炎热的气候、微微的和风、潮湿的空气、强烈的对流，是印度尼西亚成为“雷暴王国”的主要原因。雷暴分布

根据各国闪电观测资料，可以绘制全球年平均雷电日的地理分布。全球年平均雷电日的地理分布与大气环流、海陆分布、地形和地貌、冷暖洋流及局地条件有关。

1. 全球雷电的纬度和海陆差异

纬度差异。全球平均年雷电日具有随纬度增加而递减的分布趋势，因此雷电日高值区多位于纬度小于20°的大陆上，而在北纬70°以北地区和南纬60°以南地区，平均年雷暴日递减至1天以下。在大陆上赤道地区的平均年雷暴日约为100～150天，热带地区的平均年雷暴日约为75～100天，中纬度地区的平均年雷暴日约为30～80天，极地的年平均雷暴日一般为1天。在南半球，雷暴活动的南界大致位于南纬60°附近，但有些地方的雷暴活动的纬度更低。在北半球，雷暴活动的范围比南半球广，大致可达北纬70°附近，甚至在北极地区的一些地方也有雷暴出现。图26图26　临近赤道的地区平均雷暴次数较多

海陆差异。气象卫星观测资料表明，由于陆地的热容量小，地面加热升温快，陆地上的对流活动较海洋频繁，雷暴活动明显大于同一纬度的海洋，雷暴的高值区出现于陆地，而低值区出现于海洋。

陆地上水汽条件的作用。干旱的沙漠地区，由于水汽条件很差，即使地面加热率很大，也不易形成对流性云系，因此沙漠地区是平均年雷暴日最低的地区，而对于潮湿地区，平均年雷暴日一般大于同纬度干旱的地区。

2. 全球平均年雷暴日的地理分布

全球平均年雷暴日的高值区主要位于非洲中部、美洲中部、东南亚和我国海南岛。这些地区的平均年雷暴日大于100天，个别地区达到180天以上，其中中国海南岛儋县的平均年雷暴日为124天，马来西亚的吉隆坡为180天，澳大利亚的乔治港为101天，非洲乌干达的坎帕拉高达242天，巴西的马托格罗索为161天，卡拉瓦里则达到了206天。图27图27　沙漠地区雷暴次数最少

全球平均年雷暴日的低值区主要在陆地上的沙漠区，如北非的撒哈拉大沙漠、阿拉伯地区鲁卜哈利沙漠、澳大利亚中部大沙漠、吉布森沙漠、维多利亚大沙漠等地区。海洋地区的平均雷暴日低值区位于印度洋、南大西洋、南太平洋和东北太平洋地区。平均雷暴日小于5天，某些地区甚至无雷暴发生。

3～5月为北半球春季，南半球秋季，因此北半球的雷暴活动逐渐加强，而南半球的雷暴活动逐渐减弱，如马来西亚和新加坡地区、乌干达和坦桑尼亚与刚果相交地区、塞拉勒内窝、利比里亚、加纳等地区的平均季雷暴日高值区可达40～60天。

6～8月为北半球夏季、南半球冬季，因此北半球的雷暴活动十分旺盛，南半球的雷暴活动较弱，赤道热带地区雷暴活动并不很显著。这时期，平均季雷暴日的高值区可达30～50天以上。如新加坡、马来西亚、菲律宾、印度北部、巴基斯坦和孟加拉国等地区的平均季雷暴日高值区可达30～40天。

9～11月，北半球为秋季，南半球为春季，这时北半球雷暴活动减弱，南半球雷暴逐渐加强，平均季雷暴日的高值区可达30～50天以上。如新加坡和马来西亚等地区平均季雷暴日的高值区可达30天以上，而非洲的坦桑尼亚和乌干达与刚果交界地区、塞拉勒窝内、利比里亚、象牙海岸、加纳、尼日利亚和喀麦隆等地区的平均季雷暴日的高值区可达40～50天以上。

12～2月，北半球为冬季，南半球为夏季，这时北半球雷暴活动最弱，南半球雷暴活动十分旺盛，平均季雷暴日的高值区可达30～60天以上。如澳大利亚北部、印尼等地区平均季雷暴日的高值区可达50天以上，坦桑尼亚和乌干达与刚果交界地区、马达加斯加平均雷暴日的高值区达60天以上。巴西大部地区和秘鲁东部地区平均季雷暴日的高值区可达30～50天以上。图28图28　冬季雷暴次数最少

根据雷暴观测资料，按雷暴活动强度，我国大致可以划分为4个区域：（1）长江以北、105°Ｅ以东地区

主要包括黑龙江省、吉林省、辽宁省、内蒙古自治区中部和东北部、河北省、山东省、江苏省、安徽省西北大部、山西省、河南省、湖北省大部、陕西省、四川省东半部、宁夏回族自治区和甘肃省东南部等地区。

平均年雷暴日为20～50天，各地区的年雷暴日虽有所不同，但是随纬度的变化不大。平均雷暴时为50～200小时，大部分地区为75～150小时，平均年雷暴时随纬度减小而略有增加。平均雷暴持续时期为150天左右，平均雷暴季节为4～9月或2～10月，随纬度减小而增加。（2）长江以南、105°Ｅ以东地区

主要包括浙江省、福建省、广东省、广西壮族自治区、安徽省东南部、江西省、湖南省、贵州省及四川省、湖北省和江苏省长江两岸等地区。图29图29　绍兴市雷暴分布图

长江两岸地区平均年雷暴日偏低，多为40～50天；两广南部地区平均年雷暴日偏高，为90～120天；海南岛中部的琼中和儋县高达124天，是我国年雷暴日最高的地区。平均年雷暴时，长江两岸地区为150～200小时，华南南部地区增至400～600小时。长江两岸地区的年平均雷暴时偏低，为120～200小时；广东和广西地区的平均年雷暴时偏高，达400～600小时。平均雷暴持续时期为200～240天；平均雷暴季节为3～10月或2～10月。（3）360°Ｎ以北、105°Ｅ以西地区

主要包括内蒙古西南部、甘肃省中部和西北部、青海西北部和新疆等地区。

平均年雷暴日一般不到20天，其中甘肃和内蒙古的巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠地区，平均年雷暴日低于10天，是我国平均年雷暴日最低的地区。平均年雷暴时小于50小时。其中甘肃和内蒙古自治区的巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠地区的平均年雷暴时低于25小时，内蒙古的老东庙为16小时，新疆的准噶尔盆地内的古尔班通古特沙漠、塔里木盆地的塔克拉玛干沙漠、青海的柴达木盆地等地平均年雷暴时低于20小时，是我国雷暴最少的地区。平均雷暴持续时期偏低，为50～150天；平均雷暴季节一般为5～8月或5～9月左右。（4）360°Ｎ以南、105°Ｅ以西地区

主要包括甘肃省东南部、青海省大部、西藏自治区、四川省西部和云南省中部和西部等地区。

平均年雷暴日一般为50～80天，高于同纬度地区。平均年雷暴时较其他同纬度地区高。平均雷暴持续时期和平均雷暴季节较其他地区高，并且有随纬度减小而增加的趋势。该地区的平均雷暴时期为160～170天，平均雷暴季节为4～10月或3～10月左右。该区的甘肃西南部、四川的西部和西藏的东部地区，平均雷暴时期长达180～230天，平均雷暴季节为3～10月或3～11月，其中云南中部和西部地区平均雷暴时期长达200～300天，平均雷暴季节为2～11月或1～12月。图30图30　海岛上雷暴较少

总的来说，我国雷暴日数呈“三多三少”现象：南方多，北方少；潮湿地区多，干旱地区少；山区多，平原少。据统计，广州每年平均83.1天有雷暴，上海仅32.1天，北京36.6天，哈尔滨31.0天。我国气象站中雷暴日数最多的地方在云南西双版纳和海南岛。云南勐腊年平均雷暴日数128.8天，最多年148.0天。海南儋县124.1天；海口118.0天，最多年134.0天。

青藏高原东南部的雷暴日数也比较多，许多地区可以达到90天，如海拔3950米的索县有91.9天，最多年109.0天。而有些海岛上雷暴却非常少，东沙群岛1926～1936年10年间每年平均雷暴日数只有7.2天，1963～1970年每年平均只有8.1天；福建金门岛每年也只有5.4天。

我国雷暴最少的地方在沙漠干旱地区，冷湖每年2.3天，格尔木2.9天，鄯善3天，都兰诺木洪3.2天，伊吾淖毛湖3.4天，这些台站有些年份甚至全年都没有雷暴。

我国雷暴活动主要集中在6～8月，其中以7月的雷暴活动最为频繁。纬度较高的东北三省和新疆等地区，雷暴活动偏早，因此，平均月雷暴日数年变化的峰值位于6～7月，并以7月为主。而青海、宁夏、内蒙古、山西、河北、北京、山东、江苏、河南等地区，平均月雷暴日数年变化的峰值几乎都集中在7月。纬度较低的陕西、安徽、浙江、江西、湖北、广西、四川、贵州等地区，雷暴活动偏晚，因此，平均月雷暴日数年变化的峰值位于7～8月，并以7月为主。但江西例外，平均月雷暴日数年变化的峰值位于8月。福建、湖南和广东等地区，平均月雷暴日数年变化的峰值几乎都集中在8月份。此外，甘肃和西藏地区，平均月雷暴日数年变化的峰值位于6～8月，并以7月为主。图31图31　我国雷暴集中在七八月份出现

各地雷暴日数普遍以夏季最多，但是除了隆冬季节以外，全国绝大多数地区都可有雷声。在长江、巴山以南，青藏高原以东地区，即使在隆冬也有雷声。全国最多雷的月份是6～8月。广西沿海的东兴气象站8月平均雷暴日数高达24.1天，最多月份曾达30.0天，几乎天天有雷；钦州8月平均雷暴日数23.8天，最多月28.0天。四川稻城7月23.3天，最多月27.0天。海口6月23.1天，最多月29.0天。

在青藏高原东南部地区，因为雷暴高度集中在夏季，所以7～8月雷暴日数也高达20天以上，比起云南和广西来说也相差无几。江孜8月平均雷暴日数23.0天，最多月26.0天；日喀则7、8月均为22天，申扎7月21.2天，最多月26.0天，这些气象站海拔多在4000米以上。

人工引雷

在20世纪60年代，通过室内实验，美国学者发现快速引入强电场中的细金属丝会导致击穿放电，于是产生了人工引发雷电的设想。从此之后，这些学者用向雷暴云发射拖带细金属导线的方法成功地实现了人工引发雷电。随后，法、日、美以及中国的学者先后都进行了人工引雷实验及综合测量，成效显著。除此之外，巴西和古巴也发展了这项技术。人工引雷使时空随机发生的自然雷电变成在一定雷暴条件下可以控制地进行，便于集中各种测量手段对雷电放电过程进行近距离综合观测，这为很多学科的研究都提供了一个新方法，如雷电物理、雷电探测、雷电防护……

1. 人工引雷的定义与原理

人工引雷指的是在雷暴电环境下利用一定的装置和设施，人为地在某一指定地点触发的闪电。即使在高建筑物处以上发生触发雷电，飞机穿过雷暴电场时也能触发雷电，水下炸弹试验产生的水柱也可引发雷电，但这些都不是人们意识产生的，所以不被归为人工引雷一类。图32图32　引雷想象图

2. 人工引雷技术介绍

人工引发雷电有两种触发方式。首先是传统触发方式，即向雷暴云发射拖带接地细金属丝火箭的人工引雷方式。这种方式引发的雷电与地面高建筑物激发的上行雷非常相似。通常情况下，根据地面电场及其变化趋势来确定火箭发射的时机，火箭发射前的地面电场值在4～10千伏/米之间，火箭触发高度一般在200～400米左右。因为在发生近距离自然闪电之后会导致环境电场降低，以及从火箭点火到升至触发高度需要一定时间，所以，在自然闪电相对稀疏时发射火箭会更容易取得成功。当火箭离开地面上升的时候，在其拖带的细金属丝顶端会激发起上行先导，在适宜的环境电场下上行先导以飞快的速度向雷暴云底部自持传输。先导电流使金属丝烧熔气化，在它到达雷暴云底部的电荷区的时候，就在雷暴云和大地之间建立了放电通道，而且还会激发连续电流，称为初始连续电流过程。在雷暴云底部为正电荷集中区的情况下，人工引发雷电一般在初始连续电流过程之后即终止，放电的峰值电流一般在千安上下；但在雷暴云底部为负电荷的情况下，初始连续电流过程之后，可能会发生数次直窜先导及后继回击过程，放电的峰值电流可达数十千安，放电持续时间一般在数百毫秒甚至一秒以上。当然，这些过程与自然闪电是相似的。

从20世纪90年代之后，“空中触发”技术得到了进一步完善。也就是火箭拖带细金属丝的下端通过一段数十至数百米的绝缘尼龙线和地面连接。如果是这样，当细金属丝被火箭带到空中后，在其上端及下端与尼龙线的连接处会在雷暴云电场作用下分别激发起上行和下行先导，它们在环境电场作用下分别向雷暴云和地面双向传输。在雷暴云底部为负电荷的情况下一般是先产生上行正先导，随后产生下行负先导，它类似于自然雷电的下行先导，当其接近地面时，地面突出物上方会激发起上行迎面先导，这样就能产生强烈放电过程。用空中触发方式引发的雷电更适宜于研究它和地面目标物相互作用的机理和过程。图33图33　人工引的雷电

在现有条件下，引雷技术采用的是火箭-导线引雷技术，而火箭的作用只是牵引或伸长导线。因为火箭引雷有一定的安全隐患，除了火箭不安全之外，导线也可能存有隐患，如果人工引雷不能成功，导线落下后会威胁周围设施的安全，所以现在有一些研究小组在开发不用导线的人工引雷技，如激光引雷、微波引雷、喷水引雷、火焰引雷、高温气体引雷……但这些技术还没有取得成功。

3. 人工引雷的应用

人工引雷技术可使雷电击中到某一固定地点，且其发生时间也可在某种程度上加以控制，这就为研究雷电物理及各种防雷方法提供了条件。如今，一些发达国家已经建立了人工引雷试验基地，而我国也建立了广州人工引雷试验基地，该基地的目标是通过长期的人工引雷试验，进行雷电物理和防雷方法及技术的系统研究活动。因为可以同步测量人工雷电的电流及其辐射电磁场，所以可检验和研究地闪的回击传输线理论及模式。按照这个理论，在回击初始阶段的数微秒内，其所产生的辐射电磁场与通道电流成正比，以及与通道的水平距离成反比，并也与回击电流速度有关。通过实验得知，回击的传输线理论模式基本上是成立的，但是与计算值相比，只是用光学方法测量的回击速度值要低一些。由实际测量的电流及电场值按传输线模式计算出的回击速度更接近于光速。人工引发雷电还可用于研究闪电通道的发光度演变、通道电流及其时变特征……与此同时，利用人工引发雷电及其他相关测量手段也可以研究雷电放电与雷暴动力及微物理过程的相互关系，研究雷电产生的氮氧化物及其他痕量气体的特性以及它们对天气气候的影响……通过实验可以发现，一般情况下，自然对地闪电发生后往往伴随有所谓降雨倾泻现象。另外，也有其他一些现象，如降水突增。引发的雷电是否对冰雹云发展起到抑制或减弱的作用，并进而利用人工引雷手段达到人工影响或抑制冰雹，这是一个值得研究的问题。图34图34　漂亮的人工引雷

在雷电防护方面，空中触发的人工雷电正用于研究下行雷电与地面目标物的相互作用，而且还在此基础上综合研究和评估雷电防护装置的性能，在这一方面已经取得了不错的效果。要想利用人工引雷技术可将雷电引到安全区，首先应当做的是进一步提高引雷成功率。目前，国内外引雷成功率较低，这需要对闪电产生的条件进一步研究，如电场、电荷或其他有关的空间条件，另外还要准确探测空中电场强度及其演变特性，因为近地面空间电荷层的屏蔽作用，所以只是通过地面电场的测量是无法了解空间电场特性的。

与此同时，引雷技术手段需要进一步发展，如使其更加灵活、接近自然或者是根据实际需要设计能完成特殊任务的雷电引发设施。到目前为止，人工引雷的主要手段是采用火箭拖带细金属丝的方式。为了能保证安全，火箭应具有抛伞或自毁功能。虽然也采取了人工引雷的其他一些手段，但是并没有真正取得成功，特别是激光诱雷，它产生了很多激光诱导放电，但在进行野外实验的时候并未获得确认的激光诱发雷电。无论是激光诱雷的理论还是技术问题，人们都应当继续进行深入研究，如果能够取得成功，其一定有着重要的学术和实用价值。无论如何，人工引雷应用是一个存在广泛想象空间和孕育着新的发明的领域，它为人工引雷技术应用领域的开阔创造了重要条件。从这一方面来说，发展引雷技术是必要的。

揭开雷电之谜的人——富兰克林

在夏季，我们都会看到白色的闪电，随之就能听到“轰隆隆”的雷声，雷声之大真是振聋发聩，与之相伴随的就是狂风暴雨。或许很多人认为这没有什么好神奇的，只是一种自然现象罢了。但是我们的祖先却将其看做是支配自然的一种神秘力量。在希腊神话中，雷电就在万神之王宙斯的手中，它有无比的威力，当他生气发怒时，就把雷电放出来震慑群神和人类。

中国人传说这是雷公电母在惩治邪恶，后来的欧美人又把雷电和上帝联系起来，说是上帝主宰雷电。随着科学技术的不断发展，很多科学家都想揭开雷电的秘密。富兰克林是首先做这种实验并且取得成功的人。图35图35　富兰克林

在1752年7月，富兰克林做了一个令世界震惊的实验。在闪电、雷雨即将到来的时候，他把一只大风筝放到天空，风筝越飞越高，肉眼几乎看不见，此时大雨倾盆而下，手握风筝线的富兰克林感到一阵麻木，随后，挂在风筝线下端的铜铃开始晃动起来，甚至还冒出点点火花。看到这种景象，此时的富兰克林欢呼雀跃地大叫起来：“成功了！成功了！”富兰克林冒着生命危险揭开了雷电之谜。

事实上，在这之前，富兰克林就开始考虑雷电的问题。在1749年，他就曾写报告给英国皇家学会，建议用尖端金属杆装在屋顶，再用铁丝把铁杆同地面连接起来，这样就可以把天上的电引到地下，防止出现房屋遭到雷击的情况。但是，他的这项建议不但没有得到皇家学会成员的认同，甚至还遭到了他们的嘲笑。虽然这样，富兰克林仍然相信自己想法的正确性，于是就把这个想法通过写信告诉了朋友。而且发明出到现在为止都被使用的避雷针。后来，富兰克林通过进一步研究，了解到电是会流动的，它还可以分为正电和负电。富兰克林是电学原理的创始人之一。此外，富兰克林还有许多科学发明，并进行了多种科学研究，为自然科学做出了巨大贡献。比如，他发明了能节约燃料3/4的新式火炉——富兰克林炉；发明了老年人用的双光眼睛，既可看远，也可看近；发明了医学上使用的具有伸缩性的导尿管；试验了物体发热的灵敏度，测出了液体蒸发时热量散失的情况，研究了北极光的性质和原理等等。1752年，他被选为英国皇家学会会员，英国的爱丁堡大学、圣安德大学、牛津大学都先后授予他博士学位。

在1706年，富兰克林出生在波士顿一个手工业者家庭。在他小的时候，家里特别穷，所以读书不多。在12岁的时候就开始在印刷厂当学徒。由于富兰克林对知识充满了渴望，所以只要情况允许，他就认真学习，而且获得了丰富的知识。图36图36　独立宣言

富兰克林不仅是一位伟大的科学家，而且是一位杰出的政治家，卓越的外交家，美国独立运动的领袖之一，为建立美利坚合众国做出了不可磨灭的贡献。美国独立战争爆发后，富兰克林毅然断绝了同英国的一切联系，把自己的财产支援革命战争。他参加了《独立宣言》的起草工作，受“大陆会议”的委派，作为外交特使出访欧洲，在外交上取得了巨大的成功。

在国际上，因为富兰克林拥有渊博的知识，所以在学术方面获得了很高的声誉。首先他在法国取得了广泛的同情和支持。他利用英国和法国之间的矛盾，对法国政府施加压力，同法国政府签订了《美法友好商务条约》和《美法同盟条约》，后来随法国远征军赴北美参战。另外，由于他的外交手段较为出色，所以争得了西班牙、荷兰公开参加对英战争；随后很多国家也采取中立措施，这样就使得英国陷入孤立状态，而美国在此情况下扭转了局势，取得了胜利。

在独立战争胜利之后，富兰克林又开始同英国和谈。通过一年多的艰苦努力，终于迫使英国在1783年签订了《美英和约》，并正式承认美国独立。

在1790年4月，富兰克林去世，但他为美国人民和世界人民所留下了巨大财富却永远无法被忘怀。你知道吗富兰克林的避雷针富兰克林一项雷电实验：将一根削尖的铁棒固定在烟囱顶端向上伸出9英尺，从铁棒底部伸出一根金属线穿过屋顶下的玻璃管，并通过楼梯引下来与铁矛连接，在楼梯上将金属线分开，每头各系一只小铃铛，再用丝线在铃铛之间悬起一只小铜球，每当雷云经过时铜球就会摆动并敲响铃铛，而上方引出的电火花又可以给电瓶充电。这一实验再度证明了闪电就是电以及尖端吸引和放电的原理，并且证明可以利用这一原理使人类避免遭受雷电的袭击。1760年，富兰克林把这种装置安装在宾夕法尼亚学院和政府大厦的尖塔上，这大概就是富兰克林发明并实际使用最早的避雷针了。

第二章 雷霆之怒——可怕的雷电灾害

雷电灾害泛指雷击或雷电电磁脉冲入侵和影响造成人员伤亡或物体受损，其部分或全部功能丧失，酿成不良的社会和经济后果的事件。雷电灾害的损失包括直接的人员伤亡和经济损失，以及由此衍生的经济损失和不良影响。雷电作为自然界中影响人类活动的严重灾害之一，不仅造成了人员伤亡，也给航空航天、国防、通讯、计算机、电子工业、石油化工、邮电、交通、森林等行业造成了严重的经济损失。

什么是雷电灾害

雷电的成灾是由以下三方面基本因子相互作用而成的。一是致灾因子，包括灾种和致灾强度；二是承灾体，包括承灾体的环境时空条件和承灾力；三是雷电灾情，包括灾情和灾度。从这三种因子的互动过程，可以看出，雷电成灾过程就是致灾因子通过承灾体的中介而产生雷电灾情的过程。雷电灾情的大小既取决于灾种、致灾强度的大小，又取决于承灾体的环境时空条件和承灾力大小。而雷电灾情的大小又反过来影响承灾体即人类社会的生存和发展。作为承灾体，人类社会既受到致灾因子的影响，又影响着致灾因子的生成和发展，有时往往会构成或引发社会灾害或人为灾害。社会灾害也通过承灾体的中介作用产生新的灾情。这是一种互馈式互动模式或过程。图37图37　被雷击的树木

1. 致灾因子

致灾因子也称为灾象或灾源，是指自然界物质运动过程中一种或数种有破坏力的自然或自然现象，它往往是造成自然灾害的直接原因。

雷电灾害的致灾因子是雷电，但是雷电危害的方式对雷电灾情的大小具有很大的作用。在充满图腾和禁忌的蒙昧时代，先人们对自然、社会和人类自身缺乏了解，往往把雷电灾害根源归结为超自然的“上帝”、“神”或“魔”的力量。因此有“雷公”、“电母”之称。随着社会生产力的发展和科学技术的进步，人们逐渐对雷电灾害成因有了比较正确的认识，比较重视对致灾因子的研究。

但是不可否认，人类活动也形成了社会灾害或人为的一些灾种，如酸雨、沙尘暴、火灾等。人为的致灾因子所产生的灾情，以世界上若干公害事件为例，如比利时的马斯河谷事件，美国多诺拉烟雾事件，洛杉矶光化学烟雾事件，阿拉斯加的溢油事件，英国伦敦烟雾事件，日本的四日市哮喘事件、水俣事件、骨痛病事件、米糖油事件，瑞士桑多化学公司仓库爆炸、污染莱茵河事件等等。所以，原联合国人口基金会总干事萨拉斯把人类无限膨胀的欲望称作“欲望炸弹”。这种“欲望炸弹”的气浪引发了灾难。人们无节制地向自然索取，而遭到了“大自然的报复”，这种报复就是社会——自然灾害。

任何致灾因子中的灾种自身都有一个运动过程，这个过程可分为孕育期、潜伏期、预兆期、爆发期、持续期、衰减期、平息期，这对雷电灾害也一样。雷电灾害的致灾因子可以用三个参数来表示，即时、空、强。图38图38　雷电的威力非同小可

时：雷电出现或发生作用的时间。

空：雷电所在地理位置。

强：雷电强度。

2. 雷电灾情

雷电灾情是雷电作用于承灾体所造成的人员伤亡、社会财产损失、灾害救助损失以及恢复其正常社会秩序投入的总和。

雷电灾情用雷电灾害事件和雷电灾害损失来表示。雷电灾害损失由三方面要素构成，一是雷电灾害对人的影响，包括受灾人数、成灾人数和伤亡人数；二是雷电灾害受灾范围，包括受灾面积和成灾面积；三是直接经济损失。

为了使各种灾情有个可比较的测度，马宗晋等学者曾提出“灾度”这一概念。灾度是自然灾害损失绝对量度的分级标准，以人员伤亡和直接经济损失两个指标把灾情分为巨灾（A级）、大灾（Ｂ级）、中灾（C级）、小灾（D级）、微灾（Ｅ级）。后来，刘燕华又提出了“灾情等级的绝对指标”与“灾情等级的相对指标”。

3. 承灾体

雷电在造福人类（产生臭氧、增加氮肥、清新空气）的同时，也带来了雷电灾害。雷电灾害总是损害人类的利益，威胁人类的生存，无情地毁坏人类的生存环境，贪婪地吞噬着人们的生命财产，是人类生存和社会发展的大敌。所以人类社会及其生存环境是雷电灾害的承灾体。灾害影响社会，造成人员伤亡、迁移、暴乱和异族的入侵。在封建社会，国家的重大事件和政权更替又常与严重的自然灾害相关。尽管灾情的大小是同致灾因子的灾种、致灾强度相关，但承灾体的时空条件和承灾力对灾情大小也有着极大影响。图39图39　被雷电击中的家畜

相同强度雷电作用于承灾体，由于时空条件不同，雷电灾情条件不同，雷电灾情也有很大的不同。不同的社会条件即使同样的雷电强度，其雷电灾情也不同。在沙漠和人烟稀少地区，与在繁华的人口密集区发生同样等级的雷电灾害，灾情就大不相同。可见，某一灾种作用于承灾体，具有区域性的冲击力和破坏力分布差异。在不同的时间，如在农业生产的不同季节，致灾因子的某一种所造成的损失也不同。

雷电灾害承灾体的承灾能力更是影响着雷电灾情大小的重要因素。有致灾因子存在总会造成灾情。人类社会至今还无能力来消灭致灾因子，但是灾害承灾体对灾情起到制约作用，即具有减轻自然灾害的能力。从历史上来看，影响承灾体抵御能力的社会因素，有三个方面：（1）缺乏减灾意识、忧患意识，对致灾因子形成、发展不能及时认识和适应；（2）虽然对致灾因子所造成灾害的危害性有所认识，但由于缺乏科学技术知识和经济实力，没有完善的对策，或虽有对策也无法实现；（3）由于群众的不响应。

因此，我们不难由上述灾害成因分析中看出，尽管作为造成灾害的直接原因的致灾因子，总是一种自然现象，但另一方面，产生灾害的前提又往往和人类的生产方式和生活方式及其抵御自然力的能力有关，也就是说，产生灾害的结构原因又往往在于人类社会本身的弱点和人类活动中的失误。这种弱点和失误或表现为不合理地盲目开发自然资源，或表现为人类不自觉地日益污染生态环境，从而降低人类生存环境的空间质量；或表现为人类科技发展的阶段性和局限性带来的危害，或表现为因人类自身生理或心理的固有弱点造成的危害等等。比如防雷装置不安装或安装不规范导致雷击事故。图40图40　因雷击坠毁的飞机

总之，灾害或自然灾害归根到底是一种社会事件，在本质上它是对人类社会特定环境和秩序的破坏。你知道吗一些雷击概率第一个情况：独立矩形别墅（15m×10m），5m高，所在地区雷闪密度为每年每平方公里1.2次；该建筑物相对较低，截收面积为0.0016平方千米，雷击概率为每年0.00192次，即每520年1次。这种情况下通常不需要防护。第二个情况：一位成人1.83m高，站立在与第一个案例相同的地方，预计每7350年被雷击1次。第三个情况：一座化工厂（200米×50米），30m高，所在地区雷闪密度为每年每平方公里3次，截收面积为0.08平方千米，预计每4年被雷击1次。如果化工材料有危险性，这种工厂应进行雷电防护，风险评估将证实该工厂需要最高防护水平（I级以上）。

雷电灾害的特性

雷电灾害是一种过程，也是一种现象，具有其自己的特性。它同任何自然灾害一样，有以下几个方面的基本特性。

1. 普遍性和恒久性

全球每年约有12亿个闪电，即每秒平均30多个。因此，就某一时间段而言，雷电灾害时时刻刻、无处不在。图41图41　遭遇雷击的民居

2. 多样性和差异性

由于雷电在时间和空间分布上的差异，以及强度的不同，这就导致雷电灾害的多样性。此外，由于雷电危害方式不同，也使其具有一定的差异性。

3. 全球性和区域性

一方面，雷电灾害在全球每一个角落都有可能发生；另一方面，雷电灾害的发生和影响范围都是有限的。因此具有全球性和区域性。

4. 随机性和可预测性

雷电灾害的发生及其要素（发生的时间、地点、强度等因子）似乎是不能确定的，这就是雷电灾害的随机性。不过，雷电灾害本身的发生、发展过程是具有规律性的，是可以预测的。只是由于人类目前对雷电还不完全了解，不能准确预测一切时刻、一切地区雷电灾害的形成与发生过程，雷电灾害发生对人类而言具有随机性。因此，雷电灾害的随机性和可预测性是相对于人类的认识水平而言的。图42图42　雷击冒起的黑烟

5. 突发性

雷电灾害的发生通常在人们尚未意识到的时候就突然降临，使人们猝不及防，往往带来惨重的后果。

易被雷电袭击的对象

雷电“喜爱”在尖端放电，所以在雷雨交加时，人在旷野上行走，或扛着带铁的金属农具，或骑在摩托车上，或恰恰举起高尔夫球杆，或在电线杆、大树下躲雨，人或物体容易成为放电的对象而招来雷击。建筑物的顶端或棱角处，也很容易遭受雷击；此外，金属物体和管线都可能成为雷电的最好通路。

1. 易遭雷击的地点

土壤电阻率较小的地方，如有金属矿床的地区、河岸、地下水出口处、湖沼、低洼地区和地下水位高的地方；山坡与稻田接壤处；

具有不同电阻率土壤的交界地段。

2. 易遭受雷击的建筑物

高耸突出的建筑物，如水塔、电视塔、高楼等；图43图43　山上的尖塔很容易遭受雷击

排出导电尘埃、废气热气柱的厂房、管道等；

内部有大量金属设备的厂房；

地下水位高或有金属矿床等地区的建筑物；

孤立、突出在旷野的建筑物。

3. 同一建筑物易遭受雷击的部位

平屋面和坡度≤1/10的屋面、檐角、里墙和屋檐；

坡屋度＞1/10且＜1/2的屋面、屋角、屋脊、檐角和屋檐；

坡度＞1/2的屋面、屋角、屋脊和檐角；

建筑物屋面突出部位，如烟囱、管道、广告牌等。

据统计，不同的树受到雷击的可能性也不同。据调查，在100次雷击树木中，击中橡树的次数最多，为54次；杨树为24次，云杉为10次，松树为6次，梨树和樱桃树为4次。但它从来不会击中茂密树林中的桦树和槭树（而不是指空旷地区的孤树）。

观察表明，建筑物越高，遭受雷击的可能性越大。在整整400年间，意大利威尼斯著名的圣马可教堂的钟楼，被雷击12次，使得好端端一座建筑物遭到严重破坏。美国纽约市的帝国大厦，每年平均遭到3次雷击；瑞士卢加诺山上的一个塔顶仅一年时间受到雷击就有100次之多！在雷电出现频率属中等水平的中等平坦地区，各种高度的建筑物每年遭到雷击的平均值为：一般高度100年1次；15米高，5年1次；180米高，每年3次；40米高，每年5次；05米高，每年10次；66米高，每年20次。图44

试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]

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