雷電災難雷電危害

閃電的受害者有2/3以上是在戶外受到襲擊。他們每3個人中有兩個幸存。在閃電擊死的人中，85%是男性，年齡大都在10歲至35歲之間。死者以在樹下避雷雨的最多。

蘇利文也許是遭閃電襲擊的冠軍。他是退休的森林管理員，曾被閃電擊中7次。閃電曾經(jīng)燙焦他的眉毛，燒著他的頭發(fā)，灼傷他的肩膀，扯走他的鞋子，甚至把他拋到汽車外面。他輕描淡寫地說：“閃電總是有辦法找到我?！?

雷電對人體的傷害，有電流的直接作用和超壓或動力作用，以及高溫作用。當人遭受雷電擊的一瞬間，電流迅速通過人體，重者可導致心跳、呼吸停止，腦組織缺氧而死亡。另外，雷擊時產(chǎn)生的是火花，也會造成不同程度的皮膚燒灼傷。雷電擊傷，亦可使人體出現(xiàn)樹枝狀雷擊紋，表皮剝脫，皮內(nèi)出血，也能造成耳鼓膜或內(nèi)臟破裂等。

中國是一個多自然災害的國家，跟地理位置有著不可分割的關(guān)系，雷電災害在中國也有不少，最為嚴重的是廣東省以南的地區(qū)，東莞、深圳、惠州一帶的雷電自然災害已經(jīng)達到世界之最，這些地方也是因為大氣層位置比較偏低所造成的影響。紐約是雷電災害最多的地區(qū)在近幾年更是明顯加強，我國的東莞近最為嚴重，雷電所帶來的經(jīng)濟虧損在夏季5-8月之間，東莞當季的GDP比例虧損度接近6%，上千萬的經(jīng)濟虧損，也是一大嚴重的自然災害多發(fā)區(qū)域。多起雷電傷人事件在東莞地區(qū)每年都會發(fā)生，達到了全世界雷擊人事件最頻繁，最多的地區(qū)。在中國，乃至全世界的雷電受災重區(qū)之一。

雷電災難特性

在任何給定時刻，世界上都有1800場雷雨正在發(fā)生，每秒大約有100次雷擊。在美國，雷電每年會造成大約150人死亡和250人受傷。全世界每年有4000多人慘遭雷擊。在雷電發(fā)生頻率呈現(xiàn)平均水平的平坦地形上，每座300英尺高的建筑物平均每年會被擊中一次。每座1200英尺的建筑物，比如廣播或者電視塔，每年會被擊中20次，每次雷擊通常會產(chǎn)生6億伏的高壓。

每個從云層到地面的閃電實際上包含了在60毫秒間隔內(nèi)發(fā)生的3到5次獨立的雷擊，第一次雷擊的峰值電流大約為2萬安培，后續(xù)雷擊的峰值電流減半。最后一次雷擊之后，可能會有大約150安培的連續(xù)電流，持續(xù)時間達100毫秒。

經(jīng)測量，這些雷擊的上升時間大約為200納秒或者更快。通過2萬安培和200納秒，不難計算得到dI/dt的值是每秒10^11安培！

雷電災難相關(guān)案例

1975年襲擊津巴布韋鄉(xiāng)村烏姆塔里附近一幢小屋的雷暴，導致當時死了21個人。

就在你閱讀這篇文章的時候，世界各地大約正有1800個雷電交作在進行中。它們每秒鐘約發(fā)出600次閃電，其中有100次襲擊地球。

烏干達首都坎帕拉和印尼的爪哇島，是最易受到閃電襲擊的地方。據(jù)統(tǒng)計，爪哇島有一年竟有300天發(fā)生閃電。而歷史上最猛烈的閃電，則是1975年襲擊津巴布韋鄉(xiāng)村烏姆塔里附近一幢小屋的那一次，當時死了21個人。

曲折開叉的普通閃電稱為枝狀閃電。枝狀閃電的通道如被風吹向兩邊，以致看來有幾條平行的閃電時，則稱為帶狀閃電。閃電的兩枝如果看來同時到達地面，則稱為叉狀閃電。

閃電在云中陰陽電荷之間閃爍，而使全地區(qū)的天空一片光亮時，那便稱為片狀閃電。

未達到地面的閃電，也就是同一云層之中或兩個云層之間的閃電，稱為云間閃電。有時候這種橫行的閃電會行走一段距離，在風暴的許多公里外降落地面，這就叫做“晴天霹靂”。

閃電的電力作用有時會在又高又尖的物體周圍形成一道光環(huán)似的紅光。通常在暴風雨中的海上，船只的桅桿周圍可以看見一道火紅的光，人們便借用海員守護神的名字，把這種閃電稱為“圣艾爾摩之火”。

超級閃電指的是那些威力比普通閃電大100多倍的稀有閃電。普通閃電產(chǎn)生的電力約為10億瓦特，而超級閃電產(chǎn)生的電力則至少有1000億瓦特，甚至可能達到萬億至100000億瓦特。

紐芬蘭的鐘島在1978年顯然曾受到一次超級閃電的襲擊，連13公里以外的房屋也被震得格格響，整個鄉(xiāng)村的門窗都噴出藍色火焰。

暴風云通常產(chǎn)生電荷，底層為陰電，頂層為陽電，而且還在地面產(chǎn)生陽電荷，如影隨形地跟著云移動。陽電荷和陰電荷彼此相吸，但空氣卻不是良好的傳導體。陽電奔向樹木、山丘、高大建筑物的頂端甚至人體之上，企圖和帶有陰電的云層相遇；陰電荷枝狀的觸角則向下伸展，越向下伸越接近地面。最后陰陽電荷終于克服空氣的阻障而連接上。巨大的電流沿著一條傳導氣道從地面直向云涌去，產(chǎn)生出一道明亮奪目的閃光。一道閃電的長度可能只有數(shù)百千米，但最長可達數(shù)千米。

閃電的溫度，從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等，也就是等于太陽表面溫度的3~5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹?？諝庖苿友杆伲虼诵纬刹ɡ瞬l(fā)出聲音。閃電距離近，聽到的就是尖銳的爆裂聲；如果距離遠，聽到的則是隆隆聲。你在看見閃電之后可以開動秒表，聽到雷聲后即把它按停，然后以3來除所得的秒數(shù)，即可大致知道閃電離你有幾千米。

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現(xiàn)象。雷電一般產(chǎn)生于對流發(fā)展旺盛的積雨云中，因此常伴有強烈的陣風和暴雨，有時還伴有冰雹和龍卷風。積雨云頂部一般較高，可達20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空氣對流等過程，使云中產(chǎn)生電荷。云中電荷的分布較復雜，但總體而言，云的上部以正電荷為主，下部以負電荷為主。因此，云的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度后，就會產(chǎn)生放電，這就是我們常見的閃電現(xiàn)象。閃電的的平均電流是3萬安培，最大電流可達30萬安培。閃電的電壓很高，約為1億至10億伏特。一個中等強度雷暴的功率可達一千萬瓦，相當于一座小型核電站的輸出功率。放電過程中，由于閃道中溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產(chǎn)生沖擊波，導致強烈的雷鳴。 帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時，它們之間就發(fā)生激烈的放電。在雷電放電地點會出現(xiàn)強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。

雷云形成

產(chǎn)生雷電的條件是雷雨云中有積累并形成極性?？茖W家們對雷雨云的帶電機制及電荷有規(guī)律分布，進行了大量的觀測和試驗，積累了許多資料，并提出各種各樣的解釋，有些論點至今還有爭論。

1. 對流云初始階段的“離子流”假說。

大氣中存在這大量的正離子和負離子，在云中的雨滴上，電荷分布是不均勻的，最外邊的分子帶負電，里層的帶正電，內(nèi)層比外層的電勢差約高0.25V。為了平衡這個電勢差，水滴就必須優(yōu)先吸收大氣中的負離子，這就使水滴逐漸帶上了負電荷。當對流發(fā)展開始時，較輕的正離子逐漸的被上升的氣流帶到云的上部；而帶負電的云滴因為比較重，就留在了下部，造成了正負電荷的分離。

2. 冷云的電荷積累

當對流發(fā)展到一定階段，云體伸入0℃層以上的高度后，云中就有了過冷水滴、霰粒和冰晶等。這種由不同相態(tài)的水汽凝結(jié)物組成且溫度低于0℃的云，叫冷云。冷云的電荷形成和積累過程有如下幾種：

① 過冷水滴在霰粒上撞凍起電

在云層重有許多水滴在溫度低于0℃時也不會凍結(jié)，這種水滴叫過冷水滴。過冷水滴是不穩(wěn)定的，只要它們被輕輕地震動一下，就馬上凍結(jié)稱冰粒。當過冷水滴與霰粒碰撞時，會立即凍結(jié)，這叫撞凍。當發(fā)生撞凍時，過冷水滴外部立即凍成冰殼，但它的內(nèi)部仍暫時保持著液態(tài)，并且由于外部凍結(jié)放的潛熱傳到內(nèi)部，其內(nèi)部液態(tài)過冷水的溫度比外面的冰殼高。溫度的差異使得凍結(jié)的過冷水滴外部帶上正電，內(nèi)部帶上負電。當內(nèi)部也發(fā)生凍結(jié)時，云滴就膨脹分裂，外表皮破裂成許多帶正電的冰屑，隨氣流飛到云層上部，帶負電的凍滴核心部分則附在較重的霰粒上，使霰粒帶負電并留在云層的中下部。

② 冰晶與霰粒的摩擦碰撞起電

霰粒是由凍結(jié)水滴組成的，成白色或乳白色，結(jié)構(gòu)比較松脆。由于經(jīng)常有冷水滴與它撞凍并釋放潛熱，它的溫度一般比冰晶高。在冰晶中含有一定量的自由離子（OH-和H ），離子數(shù)隨溫度升高而增多。由于霰粒與冰晶接觸部分存在著溫度差，高溫端的自由離子必然要多于低溫端，因而離子必然從高溫端向低溫端遷移。離子遷移時，帶正電的氫離子速度較快，而帶負電的較重的氫氧根離子則較慢。因此，在一定時間內(nèi)就出現(xiàn)了冷端氫離子過剩的現(xiàn)象，造成了高溫端為負，低溫端為正的電極化。當冰晶與霰粒接觸后，又分離時，溫度較高的霰粒就帶上了負電，而溫度較低的冰晶就帶上了正電。在重力和上升氣流的作用下，較輕的帶正電的冰晶集中到云的上部，較重的帶負電的霰粒則停留在云層的下部，因而造成了冷云的上部帶正電而下部帶負電。

③ 水滴因含有稀薄鹽分而起電

出了上述冷云的兩種起電機制外，還有人提出了由于大氣中水滴含有稀薄鹽分而產(chǎn)生起電機制。當云滴凍結(jié)時，冰的晶格中可以容納負的氯離子，卻排斥正的鈉離子。因此，水滴凍結(jié)的部分帶負電，而未凍結(jié)的部分帶正電(水滴凍結(jié)時是從里向外進行的)。由于水滴凍結(jié)而成的霰粒在下落的過程中，摔掉表面還未來得及凍結(jié)的水分，形成許多帶正電的小云滴，而凍結(jié)的核心部分則帶負電。由于重力和氣流的分選作用，電正點的小滴被帶到云的上部，而帶負電的霰粒則停留在云的中、下部。

3. 暖云的電荷積累

在熱帶地區(qū)，有一些云整個云體都位于0℃以上區(qū)域。因而只含有水滴而沒有固態(tài)水粒子。這種云叫暖云或水云。暖云也會出現(xiàn)雷電現(xiàn)象。在中緯度地區(qū)的雷暴云，云體位于0℃等溫線一下的部分，就是云的暖區(qū)。在云的暖區(qū)里也有起電過程發(fā)生。

在雷雨云的發(fā)展過程中，上數(shù)機制在不同的發(fā)展階段分別起作用。但是，最主要的帶電機制還是由于水滴凍結(jié)造成的。大量觀測事實表明，只有當云頂呈現(xiàn)纖維狀，絲縷結(jié)構(gòu)時，云彩發(fā)展成為雷雨云。飛機觀測發(fā)現(xiàn)，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒為主的大量云粒子，而且大量電荷的積累即雷雨云迅猛帶電機制，必須依靠霰粒生長過程的碰撞、撞凍和摩擦等才能發(fā)生。

雷電發(fā)生時產(chǎn)生的雷電流是主要的破壞源，其危害有直接雷擊、感應(yīng)雷擊和由架空線引導的侵入雷。如各種照明、電訊等設(shè)施使用的架空線都可能把雷電引入室內(nèi)，所以應(yīng)嚴加防范。

雷電災難雷擊易發(fā)生的部位

1.缺少避雷設(shè)備或避雷設(shè)備不合格的高大建筑物、儲罐等；

2.沒有良好接地的金屬屋頂；

3.潮濕或空曠地區(qū)的建筑物、樹本等；

4.由于煙氣的導電性，煙囪特別易遭雷擊；

5.建筑物上有無線電而又沒有避雷器和沒有良好接地的地方。

雷電災難預防雷電的方法

1.建筑物上裝設(shè)避雷裝置。即利用避雷裝置將雷電流引入大地而消失。

2.在雷雨時，人不要靠近高壓變電室、高壓電線和孤立的高樓、煙囪、電桿、大樹、旗桿等，更不要站在空曠的高地上或在大樹下躲雨。

3.不能用有金屬立柱的雨傘。在郊區(qū)或露天操作時，不要使用金屬工具，如鐵撬棒等。

4.不要穿潮濕的衣服靠近或站在露天金屬商品的貨垛上。

5.雷雨天氣時在高山頂上不要開手機，更不要打手機。

6.雷雨天不要觸摸和接近避雷裝置的接地導線。

7.雷雨天，在戶內(nèi)應(yīng)離開照明線、電話線、電視線等線路，以防雷電侵人被其傷害。

8.在打雷下雨時，嚴禁在山頂或者高丘地帶停留，更要切忌繼續(xù)蹬往高處觀賞雨景，不能在大樹下、電線桿附近躲避，也不要行走或站立在空曠的田野里，應(yīng)盡快躲在低洼處，或盡可能找房層或干燥的洞穴躲避。

9.雷雨天氣時，不要用金屬柄雨傘，摘下金屬架眼鏡、手表、褲帶，若是騎車旅游要盡快離開自行車，亦應(yīng)遠離其它金屬制物體，以免產(chǎn)生導電而被雷電擊中。

10.在雷雨天氣，不要去江、河、湖邊游泳、劃船、垂釣等。

11.在電閃雷鳴、風雨交加之時，若旅游者在旅店休息，應(yīng)立即關(guān)掉室內(nèi)的電視機、收錄機、音響、空調(diào)機等電器，以避免產(chǎn)生導電。打雷時，在房間的正中央較為安全，切忌停留在電燈正下面，忌依靠在柱子、墻壁邊、門窗邊，以避免在打雷時產(chǎn)生感應(yīng)電而致意外。

當發(fā)生雷擊時，旅伴應(yīng)立即將病人送往醫(yī)院。如果當時呼吸、心跳已經(jīng)停止，應(yīng)立即就地做口對口人工呼吸和胸外心臟按摩，積極進行現(xiàn)場搶救。千萬不可因急著運送去醫(yī)院而不作搶救，否則會貽誤病機而致病 死亡。有時候，還應(yīng)在送往醫(yī)院的途中繼續(xù)進行人工呼吸和胸外心臟按摩。此外，要注意給病人保溫。若有狂躁不安、痙攣抽搐等精神神志癥狀時，還要為其作頭部冷敷。對電灼傷的局部，在急救條件下，只需保持干燥或包扎即可。

雷雨天氣發(fā)生時，即使在安裝了避雷針的情況下，也應(yīng)該迅速拔掉室內(nèi)電視、電冰箱以及天線電源的插頭，防止空間電磁波干擾造成不必要的損失。此外，從電閃雷鳴的形成和發(fā)生過程來看，空曠場地上、建筑物頂上、高大樹木下、靠近河湖池沼以及潮濕地區(qū)是雷擊事故多發(fā)區(qū)。

全國建筑物電氣裝置標準化技術(shù)委員會委員王宏民：在室外，要考慮到雷電活動區(qū)域，看雷電活動遠近，一般是聽雷聲就能判斷出遠近，不要躲到避雷針和大樹下面。在空曠的地方不要打雨傘，因為雨傘有針尖，電場強度要集中些。不要在空曠地方打手機。要蹲下來，兩腳并攏。

專家最后強調(diào)，如遇雷雨天氣，市民最好躲入一棟裝有金屬門窗或設(shè)有避雷針的建筑物內(nèi)。一輛金屬車身的汽車也是最好的“避雷所”，一旦這些建筑物或汽車被雷擊中，它們的金屬構(gòu)架或避雷裝置或金屬本身會將閃電電流導入地下。2100433B

生態(tài)災難，可說是這世紀最普遍的災難。那么，哪些是屬于生態(tài)災難呢？生態(tài)災難(eco-disaster)是指特殊干擾事件引起的生態(tài)性結(jié)構(gòu)損毀與功能喪失，進而造成對相關(guān)生命的傷害，沖擊與滅亡等災難。災難幅度有大有小，大型生態(tài)災難所涵蓋的時空尺度大，傷害范圍廣，復原時間長。這些生態(tài)災難是怎么來的呢？早期雖然這些人為生態(tài)災難的類型各有不同，但是卻有以下荒謬的相同之處。

享受利益的與負擔損害的總是不同的一群，搞破壞的與搞拯救的也是不同的一群，代罪羔羊總是在歷史重演。經(jīng)濟系統(tǒng)的不完善總是犧牲生態(tài)為代價，不僅轉(zhuǎn)嫁環(huán)境成本給人民，還要國家動用人民納稅來補貼處理，造成貧富更加懸殊。許多發(fā)展中國家因此收成了許多沉重的生態(tài)災難，例如干旱,洪水,土石流與沙塵暴等等。有了這么多的案例與教訓，人們對生態(tài)的無知、冷漠與傲慢所釀成的生態(tài)災難不僅摧毀自然，甚至毀滅自己。

因此，生態(tài)災難需要慎重管理，不僅要事后恢復，更是要事先預防。首先，國家需要生態(tài)安全的保障，因為許多生態(tài)災難都是漸進形成的，這需要國家的監(jiān)測與因應(yīng)。其次，個人需要生活方式的調(diào)整，太多生態(tài)災難都是無知制造的，這需要個人的警覺與認知.面臨這么多的生態(tài)危機，所剩的時間不會太多，人類必須盡快在拯救和毀滅之間作個選擇。

現(xiàn)在地球上的生態(tài)災難,可以說是愈演愈烈且毫無冷場,空間尺度之大橫跨陸?？?時間尺度之大影響數(shù)十代.地球本身就是一個生命共同體,因果關(guān)聯(lián)復雜得難以想像,生態(tài)災難牽涉層面之廣難以衡量.根據(jù)世界守望機構(gòu)的統(tǒng)計,每年各種生態(tài)災難所造成的生態(tài)難民高達1,000萬以上.以下讓我們來看看分別在天空,陸地,海洋正在進行的全球性,區(qū)域性與地方性的生態(tài)災難。

臭氧層破洞

最引人注目的全球性生態(tài)災難之一是天空的臭氧層破洞.臭氧層因人類活動的破壞變得愈來愈稀薄.臭氧層阻止輻射抵達地表,如果臭氧層繼續(xù)消失,地球上的生命將不保.科學家指出,臭氧層變化只要達到1%,10年之內(nèi)就可能導致幾千萬人罹患皮膚癌.2000年南極臭氧層破洞面積已達2,830萬平方公里,已經(jīng)比三個美國還要大,而且擴展到南美洲南端的上空.北極上空也已經(jīng)出現(xiàn)臭氧層破洞,將會影響西歐,東北亞及北美洲等稠密人口的地區(qū).

生態(tài)災難萊茵河恐怖污染事件

再來看歐洲陸地一場人為蓄意制造的區(qū)域性生態(tài)災難--萊茵河恐怖污染事件.德國國家電視臺ZDF揭開近年萊茵河生態(tài)災難的禍首,即前蘇聯(lián)秘密特工的恐怖活動.1986年間,歐洲的大型化工廠,制藥廠及其倉庫接二連三發(fā)生爆炸,劇毒化學物質(zhì)流入萊茵河,帶給流經(jīng)多國的萊茵河一場毀滅性災難,死魚堆積如山.甚至經(jīng)過十余年后的今天,附近居民各種怪病的發(fā)病率遠遠高于其他地區(qū).

生態(tài)災難阿瑪斯號漏油污染事件

在臺灣海洋意外發(fā)生的地方性生態(tài)災難--阿瑪斯號漏油污染事件.阿瑪斯號在恒春鵝鑾鼻東方海域發(fā)生觸礁擱淺海難,船上重油與柴油約有1,100噸外泄而污染鵝鑾鼻海域及海岸,在東北季風的吹襲下,墾丁國家公園的龍坑生態(tài)保護區(qū)首當其沖,珊瑚礁等生態(tài)資源遭到嚴重破壞.近二十年來,全球各地因船難油污而造成的生態(tài)災難層出不窮,對生態(tài),漁業(yè),觀光都造成了致命沖擊。

制造生態(tài)災難，不只是現(xiàn)代人的專利。在歷史上，甚至史前時代，也可見到許多人為的生態(tài)災難。中國漢代繁榮一時的樓蘭古國因過度開發(fā)導致沙漠化而亡國，這是歷史記載的人為生態(tài)災難?？茖W雜志日前發(fā)表人類大量捕殺野生動物造成各大陸史前動物的大規(guī)模滅絕，這是史前時代的人為生態(tài)災難。

破壞生態(tài)平衡的因素有自然因素和人為因素。

生態(tài)災難自然因素

自然因素如水災、旱災、地震、臺風、山崩、海嘯等。由自然因素引起的生態(tài)平衡破壞稱為第一環(huán)境問題。由人為因素引起的生態(tài)平衡破壞稱為第二環(huán)境問題。

生態(tài)災難人為因素

人為因素是造成生態(tài)平衡失調(diào)的主要原因。 人為因素主要有以下三方面：

（1）使環(huán)境因素發(fā)生改變。如人類的生產(chǎn)和生活活動產(chǎn)生大量的廢氣、廢水、垃圾等，不斷排放到環(huán)境中；人類對自然資源不合理利用或掠奪性利用，例如盲目開荒、濫砍森林、水面過圍、草原超載等，都會使環(huán)境質(zhì)量惡化，產(chǎn)生近期或遠期效應(yīng)，使生態(tài)平衡失調(diào)。

（2）使生物種類發(fā)生改變。在生態(tài)系統(tǒng)中，盲目增加一個物種，有可能使生態(tài)平衡遭受破壞。例如美國于1929年開鑿的韋蘭運河，把內(nèi)陸水系與海洋溝通，導致八目鰻進入內(nèi)陸水系，使鱒魚年產(chǎn)量由2000萬公斤減至5000公斤，嚴重破壞了內(nèi)陸水產(chǎn)資源。在一個生態(tài)系統(tǒng)減少一個物種也有可能使生態(tài)平衡遭到破壞。二十世紀五十年代我國曾大量捕殺過麻雀，致使一些地區(qū)蟲害嚴重。究其原因，就在于害蟲天敵麻雀被捕殺，害蟲失去了自然抑制因素所致。如1859年有農(nóng)民從英格蘭帶了25只野兔到澳大利亞，由于沒有天敵，造成澳大利亞生態(tài)系統(tǒng)嚴重破壞。又如，1906年美國亞利桑那洲的卡巴森林為保護鹿群，捕殺肉食動物，導致鹿群大量繁殖最后沒有食物，瀕臨滅絕等。

（3）對生物信息系統(tǒng)的破壞。生物與生物之間彼此靠信息聯(lián)系才能保持其集群性和正常的繁衍。人為地向環(huán)境中施放某種物質(zhì)，干擾或破壞了生物間的信息聯(lián)系，有可能使生態(tài)平衡失調(diào)或遭到破壞。例如自然界中有許多昆蟲靠分泌釋放性外激素引誘同種雄性成蟲交尾，如果人們向大氣中排放的污染物能與之發(fā)生化學反應(yīng)，則雌蟲的性外激素就失去了引誘雄蟲的生理活性，結(jié)果勢必影響昆蟲交尾和繁殖，最后導致種群數(shù)量下降甚至消失。