什么是雷电
雷电是发生在大气中的一种极其雄伟壮观的自然现象,它往往伴随着降雨产生,偶尔也会晴天打雷,俗称“晴天霹雳”。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。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中,因此常伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹和龙卷风。
我国古代最早的雷电记录是《周易》中记述的公元前1068年的一次球形雷袭,这也是世界上发现最早的雷击记录。古代的人们由于缺乏科学知识,不能正确解释雷电现象,就把雷电与鬼神联系起来,创造了雷神电母等神话故事。在封建迷信时期,人们将日历六月二十四日定为雷神的生日。直至东汉时哲学家王充才第一次提出了“雷是火”的论断。1749年美国科学家富兰克林等经过科学实验,为我们揭开了雷电的神秘面纱,证实了“雷就是电”,奠定了现代防雷技术的基础。
雷电发生的频率与特性
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自然现象。雷电灾害是联合国公布的最严重的十种自然灾害之一。全世界平均每分钟发生雷暴2000次,每年因雷击造成的人员伤亡超过1万人,导致火灾、爆炸、信息系统瘫痪等事故频繁发生,每年因雷击造成的直接经济损失达20亿美元以上。德国每平方千米土地上每年平均出现5次闪电。德国每年遭雷击身亡的人数虽然不多,但对于登山旅游者和室外游泳者来说,雷电是一个严重的威胁,人被雷电击中的死亡率高达40%。
在任何时刻,世界上都有1800场雷雨正在发生,每秒大约有100次雷击。在美国,雷电每年会造成大约150人死亡和250人受伤。全世界每年有4000多人惨遭雷击。在雷电发生频率呈现平均水平的平坦地形上,每座300英尺)约91米)高的建筑物平均每年会被击中一次。每座1200英尺)约366米)的建筑物,比如广播或者电视塔,每年会被击中20次,每次雷击通常会产生6亿伏的高压。
每个从云层到地面的闪电实际上包含了在60毫秒间隔内发生的3—5次独立的雷击,第一次雷击的峰值电流大约为2万安培,后续雷击的峰值电流减半。最后一次雷击之后,可能会有大约150安培的连续电流,持续时间达100毫。
无法预测的雷击灾害
国际气象统计资料显示,全球范围每天约发生4.4万次雷雨,每次雷雨平均出现100次闪电。雷击往往突然发生、经过的地域不确定性大,可预报性低。气象部门对降雨预报的准确性远远高于对雷击的预报,雷击发生的准确区域和雷击灾害的严重程度甚至无法预测,所以说雷击灾害预防的难度很大。
雷击灾害是全球性的严重自然灾害,我国是受雷击灾害严重威胁的国家之一。据此前的统计,2005年5月至8月,仅北京市就发生雷击灾害60余起,还造成了4死6伤的人身伤亡事故,直接经济损失达数百万元。据国家气象局防雷减灾办公室的统计,2006年全国发生雷击灾害近万起,造成数以千计的人员伤亡和近百亿元的经济损失,雷击灾害的范围几乎波及所有市。
雷电能产生1亿伏以上的高电压、2万—4万安培的电流、高温和极大的冲击波。电效应、热效应和力学效应是雷电能量作用的三种形式,如此高的倉旨量可以产生极大的破坏力。
电效应:雷电产生的强大电场和磁场,使处于雷击区内的电子设备和人体产生静电感应和电磁感应,生成数千伏的静电感应电压,造成大量电子设备被击毁或导致人体心室纤颤及呼吸肌麻痹而猝死。
热效应:强大的雷电流可以转变为热能,雷击点的发热量可达500—2000焦耳,能立即熔化50—2000立方毫米的钢材,使建筑物起火燃烧,人体组织碳化成焦状。
力学效应:雷击能对物体产生强大的冲击性电动力,使被击物体断裂或破碎,导致高大的建筑物倒塌,茂盛的大树主干被从中间劈开。
闪电的受害者有2/3以上是在户外受到袭击。他们每3个人中有2个幸存。在被闪电击死的人中,85%是男性,年龄大都在10—35岁。死者以在树下避雷雨的最多。
雷电对人体的伤害有电流的直接作用和超压或动力作用,以及高温作用。当人遭受雷电击的一瞬间,电流迅速通过人体,重者可导致心跳、呼吸停止,脑组织缺氧而死亡。另外,雷击时产生的火花,也会造成不同程度的皮肤烧灼伤。雷电击伤,亦可使人体出现树枝状雷击纹,表皮剥脱,皮内出血,也能造成耳鼓膜或内脏破裂等。
雷电伤人的四种方式
雷电对人的伤害方式归纳起来有四种直接雷击、接触电压、旁侧闪击和跨步电压。
1.直接雷击
在雷电现象发生时,闪电直接袭击到人体,因为人是一个很好的导体,高达几万到十几万安培的雷电电流,由人的头顶部一直通过人体到两脚,流人到大地。受到雷电的袭击,严重的会导致死亡。
2.接触电压
当雷电电流通过高大的物体,如高的建筑物、树木、金属构筑物等泄放下来时,强大的雷电电流,会在高大导体上产生高达几万到几十万伏的电压。人不小心触摸到这些物体时,受到这种触摸电压的袭击,就发生触电事故。
3.旁侧闪击
当雷电击中一个物体时,强大的雷电电流,通过物体泄放到大地。一般情况下,电流是最容易通过电阻小的通道穿流的。人体的电阻很小,如果人就在被雷击中的物体附近,雷电电流就会在人头顶高度附近,将空气击穿,再经过人体泄放下来,使人遭受袭击。
4.跨步电压
当雷电从云中泄放到大地时,就会产生一个电位场。电位的分布是越靠近地面雷击点的地方电位越高,远离雷击点的地方电位越低。如果在雷击时,人的两脚站的地点电位不同,这种电位差在人的两脚间就产生电压,也就有电流通过人的下肢。两腿之间的距离越大,跨步电压也就越大。
据统计,人遭闪电击中的概率最多也就是六十万分之一。雷电伤人是经常发生的,如不躲避或避雷措施不当就会遭受很大的伤害。在瑞士,每百万人口当中,每年约有10人遭受雷击;而美国,每年死于雷击事故的人数比死于飓风的人还多;在日本,1968年就发生一起闪电击毙11名儿童的事故。
常见诱发雷电物体
雷电发生时产生的雷电流是主要的破坏源,其危害有直接雷击、感应雷击和由架空线引导的侵人雷击。如各种照明、电讯等设施使用的架空线都可能把雷电引人室内,所以应严力卩防范。
(1)缺少避雷设备或避雷设备不合格的高大建筑物、储罐等。
(2)没有良好接地的金属屋顶。
(3)潮湿或空旷地区的建筑物、树木等。
(4)由于烟气的导电性,烟囱特别易遭雷击。
(5)建筑物上有无线电而又没有避雷器和良好接地的地方。
首先,防雷措施至关重要。
2005年5月29日,京郊房山区城关街道两名工人在室内安装水龙头时遭受雷击,一人当场死亡,另一人受伤。
防雷措施:雷雨天应关闭门窗,不要靠近通向室外的门窗(尤其是金属材料的门窗);不要靠近自来水管、暖气、天然气等金属管道;切勿接触天线、铁丝网;不要在卫生间洗澡,不要使用太阳能热水器,切忌使用电吹风、电动剃须刀等;停止拖拉机作业,人要离开机器。
2005年5月30日,北京延庆县康庄镇一村民在家中接电话时遭受雷击,经抢救无效死亡;另一村民打电话时受轻伤。
防雷措施:电闪雷鸣时,要远离室内的各种电线;尽量不拨打或接听固定电话;最好暂时关闭手机,注意不要在户外接听手机;尽量少看或不看电视,必要时可提前拔下电视电源及有线电视天线插头;不在阳台的铁管或铁丝上晾、收衣服。
2005年8月,北京东郊通州区某村一村民去牵拴在门外电线杆旁的狗时,遭雷击死亡,安装在电线杆上的电表同时被雷击坏。
防雷措施:雷声滚滚时要尽量避免走出房间到外面活动;在开阔地行走时,不使用金属柄雨伞或肩扛金属物;不要在大树、广告牌、烟囱旁避雨;不要触及灯杆或电线杆;不宜进行户外球类运动;雷雨时停留在汽车内是安全的,但不要把头或身体其他部位伸出窗外。
2005年8月,北京密云县司马台长城11号烽火台附近出现雷电,造成一名希腊女游客当场死亡,另一男游客受伤。
防雷措施:雷雨季节在山区旅游时应格外注意防雷击应迅速离开山顶或高的地方,找一个低洼处双脚并拢蹲下,尽可能降低高度;进人山洞避雨时,不要触及洞壁岩石;建筑工地的工人要立即离开建筑物顶部;不宜在水面或水陆交界处作业;不要在旷野奔跑、骑自行车或摩托车;行走中如果感觉头发竖起,或者皮肤有显著的颤动感时,要明白自己可能就要受到电击,应立刻卧倒在地上,等雷电过后呼救。
综上所述,预防雷电危害,应该注意以下几个方面:
(1)在雷雨天,人应尽量留在室内,不要外出,关闭门窗,不要靠近窗户,不要使用水龙头,尽可能远离电灯、电话、室外天线的引线等。在没有避雷装置的建筑物内,应避免接触烟囱、自来水管、暖气管道、钢柱等。
(2)不要使用家用电器(如电风扇、电视机、录音机、电吹风、电熨斗等),特别是不要使用太阳能热水器,应该拔掉所有电器电源插头和电视有线头。
(3)雷雨天气时,不要拨打和接听电话。在空旷的地方,不要使用手机,并将手机关闭。
(4)在野外遇雷雨时,应尽快躲进安装有防雷设施的建筑物内,不要进人无防雷设施的临时棚屋、岗亭等低矮建筑。不要打伞,不要把羽毛球拍等长杆体育器材扛在肩上。不要在孤立的大树、高塔、电线杆、旗杆下。
(5)雷雨天气时,不要去江、河、湖边游泳、划船或钓鱼,不要进行室外球类运动。
(6)雷雨天气时,不要站立于山顶、楼顶上,尽量不要去空旷场地、屋顶、山顶、河湖池沼旁以及野外潮湿地带,避免遭受雷击。
另外,一旦遭受雷击出现人员受伤时,应及时进行抢救,救护方法同触电急救相同:做人工呼吸和体外;脏按压,同时急送医院。
雷击是由雷雨云产生的一种强烈放电现象,电压高达数十万至数百万伏特,电流达几万安培,同时还放出大量热能,瞬间温度可达10000T以上。雷电不仅能破坏电力、通信设施,毁坏建筑、树木,还常常击伤、致死人畜。我国每年有3000—4000人遭雷击而身亡。
1.雷击造成的主要伤害
(1)神经系统损伤:昏迷、休克、惊厥、抽搐、神经失能、伤后遗忘。
(2)心血管系统损伤:心脏停搏,血管灼伤、断裂,血栓形成等。
(3)呼吸系统损伤:由于呼吸中枢受损及呼吸肌的痉挛等,可造成呼吸功能失常,呼吸异常或呼吸停止。
(4)运动系统损伤:骨骼肌的灼伤、烧伤,以及支配骨骼肌的神经和血管的损伤可致运动功能丧失。高空作业者从高处坠落,可发生骨折。
2.急救
(1)使伤者就地平卧,松解衣扣、乳罩、腰带等。
(2)立即进行心前区叩击、口对口呼吸和胸外心脏按压。
(3)对伤者伤情进行对症处理,如烧伤包扎、骨折固定等,必要时送医院急救。
3.注意事项
(1)若发现有人在暴雨中遭雷击,应立即将其转移至屋内进行抢救。
(2)抢救伤员时,应将门窗关上,以免遭到第二次雷击。