雷電的功與過

趙國慶 趙鎮 趙曉麗

摘要：雷電是發生在大氣層中的一種自然放電現象。放電的同時伴有閃電和雷鳴，放電時產生的光是閃電，閃電使空氣受熱迅速膨脹而發生的巨大聲響是雷鳴。大家都知道雷電對人類和自然界產生的危害不勝其數，但對雷電的益處知道的較少，任何事物都有它的兩面性。雷電它孕育了世界萬物，同時也會給萬物帶來災難，危及到人民的生命和財產安全。雷電造成的災害程度和范圍日益擴大，對各行各業都造成極大破壞，經濟損失急劇增加。雷電已被聯合國國際減災委員會確定為對人類造成最嚴重危害的十大自然災害之一，并被國際電工委員會（IEC）確定為“電子化時代的一大公害”。但是在雷電發生的一瞬間，氧氣在放電的條件下可以產生臭氧，保護地球上的生命免受紫外線的傷害.另外打雷還可以固定空氣中的氮氣，使其生成硝酸鹽，為農作物提供肥料，有利于植物的生長。雷電能制造負氧離子。負氧離子又稱空氣維生素，可以起到消毒殺菌、凈化空氣的作用。給我們的生活帶來有利的一面。通過分析雷電的種類及防護措施，以及雷電在生活、農業、能源等方面的優勢，提出科學依據，以期合理利用雷電優勢減少危害，使之促進社會的發展。

關鍵詞：雷電;災害;利與弊

1引言

我國的雷電災害高發期是6-8月，高發時段是15-17時。臨汾市平均雷暴日數為25.8天，最多年份出現在1991年，為39.8天，最少的年份出現在2009年為12.9天;從空間分布看，雷暴日數東西兩山較多，平川較少。

雷電災害是“聯合國國際減災十年”公布的最嚴重的自然災害之一。最新統計數據表明，雷電造成的損失已經上升到自然災害的第三位，全球每年因雷擊造成人員傷亡、財產損失不計其數;據不完全統計，我國每年因雷擊以及雷擊負效應造成人員傷亡達3000-4000人，財產損失在50億元到100億元人民幣。據《氣象災害叢書——雷電災害》數據顯示，超過七成的雷電災害發生在民用、電力、文體教醫場所和廠礦倉儲等行業。

2雷電的過

2.1雷電災害的形式：

雷擊主要有下列幾種形式：

2.1.1直擊雷：帶電積云接近地面與地面凸出物之間的電場強度達到空氣的介電強度（25 ～ 30kV /mm）時發生的放電現象，稱為直擊雷。它會造成建筑物毀壞，人畜傷亡、電力和通信線路中斷、油庫爆炸和誘發森林大火等。

2.1.2感應雷：除了這個直擊雷外，影響我們日常生活的重要的就是感應雷。帶電積云接近地面凸出物時，在其頂部感應出大量異性電荷，當帶電積云與其他部位或其他積云放電后，凸出物頂部的電荷失去束縛高速傳播形成高壓沖擊波。此沖擊波由靜電感應產生，具有雷電特征，稱為靜電感應雷。雷電流在周圍空間產生迅速變化的強磁場，在鄰近的導體上感應出很高的電動勢，該電動勢具有雷電特征，稱為電磁感應雷。由于帶電云層的靜電感應和強大的瞬間變化的雷電流在泄放過程中產生的電磁感應作用，易在各種管道上感應出高電位，在各種導線上（如電力電纜、通信電纜、控制信號線、電話線等）感應出雷電過電壓波，可達幾十萬至幾百萬伏，這些過電壓波沿著這些線路進入室內，毀壞內部設備和造成人員傷亡。它主要對微電子設備、通訊系統、自動化控制系統、家用電器等造成破壞。

2.2雷電危害區域：

容易遭受雷擊的地方一般來說，土壤的電阻率較小或者電阻率變化非常明顯的地方容易發生雷擊事件。例如：山坡與稻田接壤處、地下水位高的地方、低洼地區等。另外，鐵塔、煙囪等高大建筑物，也容易遭受雷擊。戶外由于樹木比較高大，容易受雷擊。室內，水管、暖氣、家用電器等金屬體導電性強，所以容易造成雷擊。沒有連接避雷設備的室外太陽能熱水器也很容易造成雷擊事件。

2.3防護措施：

防御措施根據氣象防雷技術理念，對雷電災害的防護應視為一個系統工程，強調全方位防護，綜合治理，具體采取以下5種防護措施。

一是等電位連接：就是把各種金屬物用粗的銅導線連接在一起，使各種金屬連成一個整體，使得金屬表面電位相等。由于各金屬體處于同一電位，所以不存在電位差，就像站在高壓線上的小鳥，不論這些金屬物電位升得多高，附近行走的人都不會有危險。

二是安裝避雷針：避雷針是一個接地的金屬裝置，低端與接入大地的地網相連，最高點要高過所在建筑物頂端，且最好是針狀，這樣可以在雷雨天氣中吸引雷電，而雷電通過避雷針將電流傳到大地，從而實現對建筑物的防雷電作用。

三是避雷器分流：把室外多條導線并聯一種避雷器后再接至地線，其作用是把傳入的雷電波在避雷器處經避雷器處理分流入地，從而達到防雷效果。

四是接地：接地是防雷工程的重點和難點，合理的接地設置是上述3個措施成功防御雷電的基礎，因此接地成為歷來防雷技術中特別受重視的項目。

五是用屏蔽體：金屬導體把需要保護的對象包圍起來，即阻隔閃電的脈沖電磁場從空間入侵的通道。

3雷電的功

大氣中發生的雷電，人們了解更多的是雷電給人們的生命財產帶來的災害，雷電對于人類來說也有它不可抹滅的功績，只是了解的不多而已，其因可能是不夠“直接”。雷電的功績是大自然對人類無償的恩賜。雷電有一下優點：

3.1保護地球：

雷電是地球上很常見的自然現象，全球平均每天約發生800萬次，每秒鐘大約會發生上百次閃電。在雷電發生的一瞬間，除了產生極強的電流和高溫外，還會產生大量的臭氧。大氣中的臭氧層是地球上一切生物的保護傘，能使地球表面的生物免遭紫外線的危害。

3.2殺菌消毒：

雷電也是一種巨大的聲波，可使空氣中的細菌和微生物喪生。產生負氧離子，又稱空氣維生素，可以起到消毒殺菌、凈化空氣的作用。在雷雨后，空氣中高濃度的負氧離子，使得空氣格外清新，人們感覺心曠神怡。所以雷雨后的空氣特別潔凈而清新。是最大范圍和最省錢的消毒劑。

3.3制造化肥：

雷電很重要的功績是制造氮肥。雷電過程離不了閃電，閃電的溫度是極高的，一般在三萬度以上，是太陽表面溫度的五倍！閃電還造成高電壓。在高溫高電壓條件下，空氣分子會發生電離，等它們重新結合時，其中的氮和氧就會化合為二氧化氮。自然界雷雨來臨時的閃電火花，往往有幾公里長，電流強度可達數萬甚至數十萬安培，空氣的溫度會突然增至數萬度，更容易使空氣中的氮和氧化合成二氧化氮，并溶解于雨水里，變成濃度很低的硝酸。這種含硝酸的雨水落到地面，很快與土壤中的礦物質化合變成亞硝酸鹽和硝酸鹽分子，成為天然氮肥。據測算，全球每年僅因雷電落到地面的氮肥就有四億噸。如果這些氮肥全部落到陸地上，等于每畝地面施了約二公斤氮素，相當于十公斤硫酸銨。

3.4促進生物生長：

雷電在發生時，地面和天空間電場強度可達到每厘米萬伏以上。受這樣強大的電位差的影響，植物的光合作用和呼吸作用增強，因此，雷雨后一至二天內植物生長和新陳代謝特別旺盛。有人用閃電刺激作物，發現豌豆提早分枝，而且分枝數目增多，開花期也早了半個月;玉米抽穗提早了七天;而白菜增產了百分之十五至百分之二十。不僅如此，如果作物生長期能遇上五至六場雷雨，其成熟期也將提前一星期左右。

3.5提供能量：

雷電還有巨大的能量。地球上平均每秒有一百次閃電，一次閃電約釋放八千瓦小時的電能，因此，每年全世界的雷電約放出二百五十億千瓦小時的能量。遺憾的是，人類目前還無法對它加以利用。

4結語

雷電這種壯觀而又令人畏懼的自然天氣現象給人們的生產生活帶來很多好處，同時也帶來了眾多的災害，因此要利用科學知識防御雷擊災害，將雷擊災害的損失降到最低限度。加強雷電方面的知識與雷電防御，從而幫助人們更好地利用雷電的優勢減少其危害，使之對社會起到應有的促進作用。普及防雷知識，提高人們的防雷意識。

參考文獻

[1]區永平.雷電的功過與防御措施──1996年雷電災害調查情況淺析.廣東氣象，1997年02期，第45-46頁.

[2]雷電對人類也有益處.生命與災害，2012.

[3]黎素云.臺風與雷電的“功過”，湖南農業，1999年07期，第3-5頁.