风云有测 | 夏季强对流天气之雷电(上)
原创 沈约婷
对流天气常常伴随着雷电、强降水、冰雹等天气。
其中雷电可以说是强对流天气里非常基本的天气现象了。
雷电其实是雷鸣和闪电的统称,雷鸣是闪电发生时由于光热(可迅速达到3万摄氏度)造成的空气迅速膨胀产生声波。但由于声音和光的传播速度不在一个量级上,所以我们往往先看到闪电,后听到雷声。

同样的我们甚至可以通过看到闪电和听到雷鸣的时间差从而大致估算闪电发生的方向和时间(但在20公里以外的闪电,往往由于距离和声波传播折射,而听不到雷声)。

大气能量积累,强烈的垂直运动带来积雨云的迅速发展。

积雨云中由于冰晶的碰撞摩擦,导致云中电荷分布的不均匀,往往是云顶带正电,云底带负电,而地表往往是带正电的。
此时,带着负电荷的云底和正电荷的地表相当于两个正负电极。但在这两者之间要出现放电现象,则需要一个导体,但空气是绝缘的,所以云底负电荷的累积必须不断增强直到可以克服空气的绝缘性能,将空气击穿,产生云地闪电。
闪电的瞬间,正负电荷相遇,释放巨大能量,使周围空气“爆炸”,巨大的震动形成声波,雷声出现。
闪电发生后,大部分电荷都释放完了,不足以维持强有力的电场,因此闪电的出现都在一瞬间。

但我们知道,并不是所有的闪电都会打到地面上,有很多都只是在空中。这是因为自由电荷有个特点,一定会找最快最容易的方式释放,所以云内闪电、云间闪电相比云地闪往往更多。

都说闪电危险,气象部门也动不动就发布雷电预警信号,但是到底有多危险,似乎大部分老百姓都感受不到。

闪电的平均电流是3万安培,最大电流可达30万安培。闪电的电压很高,约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦,相当于一座小型核电站的输出功率。
触电是什么感觉?
下面是现身说法时间。
上世界90年代,那时候好像还不怎么有空气开关,用电安全也没有引起重视,很多地方闸刀都是裸露在外的。还是娃娃头小矮个的我正在一家理发店剪头发,座位旁边就是店的总闸。我看着它我就想啊,打从记事,妈妈就告诉我千万不能碰闸刀,可是碰一下会怎么样呢?于是那颗好奇的种子不断萌发,脑子越来越兴奋,悄悄的,我的魔爪伸向了那个电闸……然后倏地抽回,目光呆滞,大脑放空,啊!这触电的感觉!麻麻麻!!!

再看今年,5月24日海南省一农户在赶牛时被雷电击晕,35头大牛、7头小牛被雷电劈死。

而天坛祈年殿也在清光绪十五年,因被雷劈中,发生严重火灾,成为断壁残垣随风飘散,现在我们看到的都是重建后的。

雷电虽然危险,但现在我国的防雷措施已经做得很全面。发生雷暴时,我们尽量待在室内,关闭电器,关闭门窗,一般来说都是安全的。以前在农村经常发生雷击事件,但随着社会现代化,我国的农村房屋也基本都有了防雷措施,我国的雷击事故已经明显减少。就好像经常被雷击的东方明珠,其实除了画面壮观并没有其他损伤。

- 作者信息 -
沈越婷 北京市怀柔区气象局