雷电是怎样形成的简短(雷电之谜科普散文)(1)

提起雷电,人们自然会联想起“龙爪”、“神火”、“雷公电母”、“火龙抽筋”等神秘而又令人毛骨悚然的字眼。那么,雷电到底是怎样形成的呢?“火龙抽筋”又是怎么回事?遇到雷电怎样才能脱险呢?

雷电是产生在雷暴云中的一种大气放电现象。1752年,美国物理学家富兰克林第一次用风筝试验揭开了雷暴云带电的秘密。以后的科学家们又发现了雷暴云中的电荷分布:云上部带正电荷,中下部带负电荷,云底还有一个小正电荷囊区。雷暴云中存在着平均约1300伏特/厘米的电位梯度。在这样强大电场作用下,云中水滴发生振荡变形,出现尖端放电,引起云中空气局部电击穿,从而产生电火花,这就是常见的云内闪电。这种闪电维持时间极短,平均约四分之一秒,但却释放出几千亿瓦特的能量。这些电能约有四分之三用来加热狭窄的闪电通道气柱,致使那里空气的温度在一瞬间就升达3万摄氏度,从而引起气柱急剧膨胀,造成强大的声波,这就是人们所听到的雷声。

对人类生命威胁最大的是另一种闪电一一云地闪电,据统计,全世界每年约有4000人惨死于它之手。这种闪电多呈枝丫状,当它闪击到地面时,就好像砂石入湖脉起水流一样,会在相当范围内形成一个由中心往四周逐渐降低的电场。当人的脚一前一后站在这一电场中,强大的电流就会从高电位的脚端通过全身流向低电位的脚端,从而造成人触电死亡。这就是人们所说的“火龙抽筋”的奥秘。因此,在野外劳动或行走的人,当遇到闪电时,不要太紧张,更不要奔跑,只须双脚并拢站立原处不动或蹲在较为干燥的地方,手脚不要触摸周围的平地或墙壁,就可确保安然无恙。另外,在雷雨天气,不要背着带铁的农具行走,也不要到大树底下避雨,因为农具和大树常常会成为雷击的目标物。

雷电是怎样形成的简短(雷电之谜科普散文)(2)

在影视和舞台艺术中,导演往往借助电闪雷鸣来制造惊险场面或烘托恐怖气氛,在这方面最精彩的应当首推越剧《梁山伯与祝英台》。其中有这样一组镜头,当迎亲队伍行至梁墓前,突然狂风大作,乌云滚滚,一道巨闪过后,墓裂开了,英台纵身跳了进去,天意成全了他们忠贞不渝的爱情。这里姑且不论这个故事情节是否真实,但导演这样处理却是有一定科学根据的,因为坟墓呈圆拱形,曲率较大,这样在雷雨天气条件下,坟顶及其上部空气中就积聚了大量的感应正电荷,云中负电荷要想中和这个正电荷囊区,就会选择从云底到坟顶这条直线作为闪电通道,这样坟墓就有可能遭致雷击。事实证明这种情况是有的,只是不太常见而已。

雷雨天气、气象要素时常会出现跳跃性变化。雷雨到来之前,由于高温高压微风,人们普遍感到郁闷狂燥,随着一阵大风吹过,接着便是电闪雷鸣,哗哗暴雨也就会接踵而至。这时人们才觉得稍微舒服一些。在雷雨天气,最好不要收看电视使用电脑,野外绝对要记住不要拨打手机接听电话,以免发生不必要的伤亡。对于高大建筑物,应当安装避雷针避雷带,电气线路和微机传输系统务必安装避雷器,因为雷电除直击雷外,还有感应雷,大多家用电器遭到雷击都是感应雷所致。高压输电线路还须避开江河、湖泊、沼泽地,因为这些地方空气潮湿,导电率较大,极易成为雷击带。

雷电是怎样形成的简短(雷电之谜科普散文)(3)

也许有人会问,雷电难道会是百害而无一益?回答自然是否定的。闪电的殊勋在于它和宇宙射线,紫外线一道,把原始地球大气中的甲烷,氢、水蒸气、氢,硫酸化氢和氰化氢合成了氨基酸、核苷单糖,实现了由无机小分子到有机小分子的突变,从而奠定了生命起源的物质基础。可以毫不夸张地说,假如当时没有闪电,就不可能有今日斑斓多姿的生物世界。另外,在闪电瞬间的高温高压下,空气中的氦和氧就可合成一氧化氮,一氧化氮与氧再化合为二氧化氮。二氧化氮被雨水吸收并和其它气溶胶粒子化合变成硝酸盐,落入土壤中可以变成很好的氮肥,供植物根系和叶面吸收。闪电还常伴随阵性降水,这对缓和土壤旱情也是大有裨益的。

人们利用雷电辐射的电磁波谱,就可通过信电定位来为天气预报提供信息。而人工模拟雷电的成功,则使雷电能的研究开发与利用呈现出更加诱人的前景。有人计算、一个直径5公里的雷暴单体又蕴藏着3000亿千卡的潜热,相当于一亿度电的能量。如果人们有朝一日征服了雷电这条集鹜不驯的“火龙”,那么它必将会和太阳能、风能、原子能一样,大大造福于人类。

雷电是怎样形成的简短(雷电之谜科普散文)(4)

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