应急科普 | 雷电是如何发生的?户外活动如何防范雷击风险?
应急科普 | 雷电是如何发生的?户外活动如何防范雷击风险?
5月18日,北京市怀柔区雁栖镇西栅子村3名大学生在未开放的箭扣野长城露营夜宿时,于19日清晨被雷电击中。这一事件再次提醒人们,在雷雨天气进行户外活动时,必须高度重视雷电安全。
自古以来,人们就意识到雷电的“破坏力”。古人曾认为“雷为天怒”,《论语》则要求人们遇到雷电时,要正襟危坐……这些无不体现着先人对雷电这一现象的敬畏。
东汉王充专门对雷电开展研究,认为雷电是“一声一气”,当阴阳相争时,剧烈地对抗、摩擦,形成雷电。
从现代科学理论来看,雷电是一种自然现象,发生在积雨云中,当云中的电荷分布不均,电场强度达到一定程度时,便会产生放电现象。闪电可分为云闪(主要指发生在云内、云间或云与空气之间的闪电)和地闪(指打到地面上的闪电),总体上云闪与地闪的比例约为3:1。
雷暴 图片来源:世界气象组织
此前,世界气象组织(WMO)公布了迄今为止探测到的跨度最长的闪电——2018年10月31日发生于巴西南部的一道闪电,横向跨度709公里,相当于从湖北武汉直接闪到了上海。WMO同时还公布了持续时间最久的闪电——2019年3月4日阿根廷北部的一道闪电持续了惊人的16.73秒。
雷电常伴随大风、暴雨一起出现。但实际上,光打雷不下雨的情况也不少见,俗称“旱天雷”。甚至晴朗无云的天空中也会突然电闪雷鸣,宋代诗人杨万里诗中“平地跳雪山,晴空下霹雳”,记录的就是这种情况。
5月5日凌晨,江西省共青城市上空电闪雷鸣,暴雨将至。摄影:胡皓
那雷电在哪些地方多发呢?以我国为例,雷电主要集中在每年4月至9月,其中6月至8月为高发期。从空间来看,我国东部湿润地区每年每平方公里平均发生6.7次闪电,西部寒旱地区约为1.9次。中国陆地区域闪电高发区主要分布在北回归线附近和以南的地区,包括广东和广西南部、海南岛中北部,最密集的地区每年每平方公里大约发生31.4次闪电,中国气象局雷电野外科学试验基地就选址在广东从化,有更多的机会获取闪电数据。而极低值区主要分布在西部的沙漠、戈壁滩和盆地内,包括塔里木盆地和塔克拉玛干沙漠、柴达木盆地、罗布泊和库姆塔格沙漠、准噶尔盆地的古尔班通古特沙漠等,每年每平方公里发生闪电次数低于0.2次。
闪电发生时,亮光可以照亮一片天空,伴随隆隆雷声,给人雷霆万钧之感。吕伟涛介绍,实际上,闪电输送的能量并没有想象中那么大,一次普通的地闪释放的能量大约为10亿焦耳。但是,它持续的时间往往非常短,最强烈的回击过程通常仅持续数十微秒(1微秒=0.000001秒),也就是说,这些能量是在瞬间释放的,威力绝对不容小觑。
据估计,全世界每年雷电导致的人员伤亡可达数千人甚至上万人。人体遭受雷电伤害的方式可能是直接遭雷击伤害,也可能是因为接近雷电流泄放通路,以跨步电压等形式间接遭受伤害。刘恒毅介绍,地闪回击电流强度可达数十到上百千安,这样的电流可以将人瞬间击穿,发生严重的伤害,甚至危及生命。同样的,雷电击中建筑物、油库、输电线路、牧场、森林树木等人类经济、工作、生活场所,也会对各种财产造成直接损害。而雷电以浪涌电压、电磁脉冲干扰等形式还会间接导致电力系统、通信系统、雷达设备,以及其他电子信息系统的故障或损坏。刘恒毅提醒,雷雨天气一定要提高警惕,万不可掉以轻心,公众应密切关注气象部门发布的预报预警信息。