串珠狀閃電

聯珠狀閃電看起來像一條在雲幕上滑行或穿出雲層而投向地面的發光點之連線, 也像閃光的珍珠項鍊。有人認為聯珠狀閃電似乎是從線狀閃電到球狀閃電的過渡形式。聯珠狀閃電往往緊跟線上狀閃電之後接踵而至, 幾乎沒有時間間隔。

基本介紹

• 中文名：串珠狀閃電
• 外文名：pearl neck lace lightning
• 出現條件：極強烈的雷雨
• 形狀：如同一串發光的珠鏈
• 存在的時間：2到3秒
• 類型：氣候環境

介紹

在多雲的夜晚,有時天空中會突然出現一連串火球、垂直地懸掛在空中。每個火球的直徑約幾十米,每兩火球間的間隔相當於火球的直徑,也大約是幾十米;就像一串光芒四射的、巨大的珠串……看到這個現象的人,無不驚訝萬分。這是一種球形閃電、叫串珠狀的球形閃電:是一種極罕見的自然現象,一股的書都很少提到。串珠狀球形閃電是怎樣產生的呢?目前還不清楚。

極為罕見的鏈狀閃電,它出現在極 強烈 的雷雨中。這 種閃電很像一批 發光 的鏈珠,呈暗 淡的 殷紅色,掛 在 天空。在 雲層背 景的 襯托下,好像一 條虛線 在雲幕上慢慢滑行。1916年5月8 日人們在德國的德勒斯登 城上空,看到一 次美麗奇特的鏈狀閃 電。當時,先有 一 個線狀閃電從大約 300米高的 雲底擊落在 一座 鐘樓上。當線狀 閃 電 熄 滅後,在 原 來的 閃 電通道 上又亮起一 串 珍珠般的亮 點，亮球總共有 32顆,開始時直徑為5米,以後逐漸小到1米，整個時間持續二 三秒鐘

雷電的產生

雷電的產生

根據大量科學測試得知, 地球本身就是一個電容器, 通常大地穩定地帶負電荷 50 萬庫侖左右。 而地 球上空存在一個帶正電的電離層, 這兩者之間便形成一個已充電的電容器, 它們之間的電壓為 3 00 kV 左右, 並且場強為上正下負。當地面含水蒸汽的空氣, 受到熾熱的地面烘烤受熱而上升,或者較溫暖的潮濕空氣與冷空氣相遇時 , 產生向上的氣流。 這些含水蒸 汽的上升 氣流上升時, 溫度 逐漸下降形 成雨滴、 冰雹( 稱為水成物) 。這些水成物在地球靜電場的作用下被極化, 負 電荷在上, 正電荷在下。它們在重力作用下, 落下的速度比雲滴 和冰晶( 這二者稱為雲粒子) 落下的速度要大。因此極化水成物 在下落過程中, 要與雲粒子發生碰撞。碰撞的結果, 使其中一部 分雲粒子被水成物所捕獲, 增大了水成物的體積。 另一部分未被捕獲的被反彈 回去, 而反彈回去 的雲粒子 帶走水成物 前端的部 分正電荷, 使水成物帶上負電荷。由於水成物下降的速度快, 而 雲粒子下降 的速度慢, 因此帶 正、 負 兩種電荷的 微粒逐漸 分離( 這叫重力分離作用) , 如果遇到上升氣流, 雲粒子不斷上升, 分離 的作用更加明顯。 最後形成帶正電的雲粒子在雲的上部, 而帶負電的水成物在 雲的下部, 或者帶 負電的水 成物以雨或 雹的形式 下降到地面。 帶電雲層一經形成, 就形成雷雲空間電場。 雷雲空間電場的方向 和地面與 電離層之間 的電場方 向是一致的, 都是 上正下負。 因而加強了大氣的電場強度, 使大 氣中水成物的極化更厲害, 在上升氣 流存在的 情況下, 更加劇重 力分離作用, 使上 下雲層的電荷量急劇增加, 因而雷雲發展得更快。雷雲發展過程中,上下雲層 間的距離 是在緩慢的 變大, 而上下雲層 的電荷量 是急劇增加。

上下雲層間 的電壓逐 漸升高, 最終擊穿 上下雲層間 的空氣, 形成雲間放電。若帶負電的水成物, 以雨或雹的形式 下降到地面, 隨著上升氣流的減弱或消失, 帶正電的雲 粒子在重力的作用下逐漸下落。 使得帶正電的雲粒子, 與帶負電的大地或大地上的突出物間的電壓不斷升高, 最終擊穿它們之間的空氣, 形成雲對大地或大地上的突出物間的放電。大自然中, 雷雲的放 電, 95 % 是雲對雲的放電。我國的雷電高峰大多在 7 、 8 月份。

雷電的分類

雷屬於大氣聲學現象, 是大氣中小區域強烈爆炸產生的衝擊波形成的聲波, 而閃電則是大氣中發生的火花放電現象。閃電的形狀有好幾種: 最常見的有線狀(或枝狀) 閃電和片狀閃電, 球狀閃電十分罕見。如仔細區分, 還可以劃分出帶狀閃電、聯珠狀閃電和火箭狀閃電等形狀。

線狀閃電或枝狀閃電是人們經常看見的一種閃電形狀。它有耀眼的光芒和很細的光線。整個閃電好像橫向或向下懸掛的枝杈縱橫的樹枝, 又像地圖上支流很多的河流。線狀閃電與其他電不同的地方是它電流強度特別大, 平均可達幾萬安培, 在少數情況下可達20萬安培。這么大的電流強度可毀壞和搖動大樹, 有時還能傷人。當它接觸到建築物時, 常造成“雷擊”而引起火災。線狀閃電多數是雲對地的放電。

片狀閃電也比較常見。它看起來好像是在雲面上有一片閃光。這種閃電可能是雲後面看不見的火花放電的回光, 或是雲內閃電被雲滴遮擋而造成的漫射光, 也可能是出現在雲上部的一種叢集的或閃爍狀的獨立放電現象。片狀閃電常在雲的強度已減弱、降水趨於停止時出現。它是一種較弱的放電現象, 多數是雲中放電。

球狀閃電罕見而引人注目。它像一團火球, 有時還像一朵發光的盛開著的“繡球”菊花。它約有人頭那么大, 偶爾也有直徑幾米甚至幾十米的。它在空中時而慢慢轉悠, 時而懸著不動。它有時發出白光, 有時又發出像流星一樣的粉紅色光。球狀閃電“喜歡”鑽洞, 有時它可從煙囪、窗戶、門縫鑽進屋內, 在房子裡轉一圈後又溜走。它有時發出“噝噝”的聲音, 然後一聲悶響而消失;有時又只發出微弱的噼啪聲而悄然消失。球狀閃電消失後, 在空氣中可能留下一些有臭味的氣煙, 有點像臭氧的味道。球狀閃電的生命史不長, 大約為幾秒鐘到幾分鐘。

帶狀閃電由連續數次的放電組成, 在各次閃電之間, 閃電路徑因受風影響而移動, 使得各次單獨閃電相靠近, 形成一條帶狀。頻寬約為10米。這種閃電如擊中房屋, 即可引起大面積燃燒。

聯珠狀閃電看起來像一條在雲幕上滑行或穿出雲層而投向地面的發光點之連線, 也像閃光的珍珠項鍊。有人認為聯珠狀閃電似乎是從線狀閃電到球狀閃電的過渡形式。聯珠狀閃電往往緊跟線上狀閃電之後接踵而至, 幾乎沒有時間間隔。

火箭狀閃電比其他各種閃電放電慢得多, 它需要l~1.5秒鐘時間才能放電完畢。肉眼很容易地跟蹤觀測其活動。

人憑肉眼可觀測到閃電的各種形狀。不過, 要細觀測閃電, 最好照相。高速攝影機既可記錄下閃電的形狀, 還可以觀測到閃電的發展過程。使用某些特種照相機(如移動式照相機) ,還可以研究閃電的結構。

探索

大氣科學名詞與閃電相關

天電 atmospherics 大氣中放電過程所造成的脈衝型的電磁波。

閃電 lightning 大氣中的強放電現象。按其發生 的部位, 可分為 雲中、 雲間或雲地 之間三种放電。

熱閃 heat lightning 在遠處的閃電, 看上去像是天空或雲的短促發光。

閃電通道 lightning channel 閃電 時放電所經過的路徑。

先導閃擊 leader stroke 爆發性大氣放電的第一階段, 在此階段建立了一條一般從雲向大地傳播的電離通道。

回擊 return stroke 緊接先導閃擊之後, 與其具有相同的閃電通道但方向相反, 強而非常明亮的放電現象。

片狀閃電 sheet lightning 呈一片 亮光無明顯閃電通道的閃電。

球狀閃電 ball lightning 通 常在強雷 暴時出現的 外觀 呈球狀 的一 種奇異 閃電。 直徑 一般為 10 ~ 20c m 。

叉狀閃電 forked lightning 以相當明顯的彎曲和分叉的枝狀形式出現的閃電。

條狀閃電 streak lightning 閃電通道呈條狀而不分叉的閃電。

串珠 狀 閃 電 pearl neck lace lightning 又稱 珠 狀閃 電 。閃電通道斷裂成許多小段, 呈形似一串珠狀的閃電。

火箭狀閃電 rocket lightning具有肉眼可見的沿主幹和分叉光亮快速行進的閃電。

危害和預防

易遭雷擊的地點 、 建築物、 構築物

根據那 林達( N or i n d er) 、 O . 沙卡( S al k a) 及 H. C . 斯捷柯尼科夫的試驗 結果和實際 調查資料 證明: 土 壤電阻率 較大的山區和平原, 雷電選擇性都比 較明顯。 雷擊經常發生在有金屬礦床的地區及河 岸、 地 下水出口處、 山坡 與稻田接壤 的地帶, 及具有不同電阻率的土壤的其它交界地段。 在湖沼、 低洼地區和地下水位高的地方也容易遭受雷擊。 此外地面上的設施情況, 也是影響雷擊選擇性的重要因素。易遭受雷擊的建( 構) 築物: 1 、 高聳 突出的建築物, 如水塔、電視塔、 高樓等 ; 2 、 排出導電 塵埃、 廢氣 熱氣柱的廠房、 管道等;3、 內部有大量金屬設備的廠房 ; 4 、 地下水位 高或有金屬礦床等地區的建( 構) 築物; 5 、 孤立、 突出在曠野的建( 構) 築物。同一 建( 構) 築物易 遭受雷擊 的部位: 1、 平屋面和 坡度≤ 1/10 的 屋面, 檐角、 女 兒牆 和屋檐; 2 、 坡度 > 1 / 1 0 且< 1/ 2 的屋面; 屋角、 屋脊、 檐角和屋檐; 3、 坡度> 1/ 2 的屋面、 屋角、 屋脊和檐角; 4 、 建( 構) 築物屋面突出部位, 如煙囪、 管道、 廣告牌等。

雷電危害

雷電能變幻出各種神秘莫測的怪異現象。排列整齊的一隊羊群, 雷電可能有規律地 間隔擊斃其中的一部分。 遭到雷擊的人或動 物, 可 能在皮 膚表 面或毛 皮之 內留下 某種 圖案 或“ 象形文字” 。據悉, 美國有個小男孩爬到樹上掏鳥蛋, 適逢雷擊, 落地斃命的小男孩 胸部清晰地 烙著那棵 樹的圖像, 枝頭上 還有一隻小鳥, 小鳥的旁邊正是那個 鳥窩, 人們對這些現象至今還無法做出科學的解釋。人類社會已進入電子資訊時代, 雷電的危害與過去有了極大的不同。 可以概括為: ( 1 ) 受災面大大擴大, 從傳統的電力設施、 建築物等受 到毀壞, 或是引發 森林火災及 對人和其 他生物造成 危害, 擴展到幾乎所有行業, 特別是與高新技術關係最密切的領域,如航天航空、 國防、 郵電通信、 金融證券等。這些領域大量使用以計算機為代表的微電子設備, 這些電子設備非常靈敏, 但耐 壓很低, 一般電子設備都承受不了正負 5 伏的電壓波動。以各種微機為例, 當雷電電磁脈衝的磁場強度超過 0. 07 高斯時, 就會引起微機的誤動作; 當磁場強度超過 2. 4 高斯時, 就會造成微機的 永久性損壞。 ( 2) 從二維空間入侵變為三維空間入侵。 從閃電直擊和過電壓波沿線傳輸, 變為空間閃電的脈衝電磁場從三維空間入侵到任何角落, 無孔不入地造成災害。 ( 3) 雷災的經濟損失和危害程度大大增加了, 它襲擊的對 象本身的直接經濟損失有時並不太大,而由此產生的間接經濟損失和影響卻難以估計。

預防

雷雨天氣常常會產生強烈的放電現象，如果放電擊中人員、建築物或各種設備，常會造成人員傷亡和經濟損失。

應急要點：

注意關閉門窗，室內人員應遠離門窗、水管、煤氣管等金屬物體。

關閉家用電器，拔掉電源插頭，防止雷電從電源線入侵。

在室外時，要及時躲避，不要在空曠的野外停留。在空曠的野外無處躲避時，應儘量尋找低洼之處（如土坑）藏身，或者立即下蹲，降低身體的高度。

遠離孤立的大樹、高塔、電線桿、廣告牌。

立即停止室外游泳、划船、釣魚等水上活動。

如多人共處室外，相互之間不要擠靠，以防被雷擊中後電流互相傳導。

如果遇到飄浮的“火球”，輕輕避開它，並避免引起空氣流動，千萬不要去碰觸。

專家提示：

高大建築物上必須安裝避雷裝置，防禦雷擊災害。

在戶外不要使用手機。

對被雷擊中人員，應立即採取心肺復甦術搶救。

雷雨天儘量少洗澡，太陽能熱水器用戶切忌洗澡。

急救

有的人在遭遇雷擊後,心臟由乾雷電電流的衝擊而停止不動或者跳動速度極不規則,出現顫。上述兩種情況都會中止血液循環,造成腦神經損傷,使人在幾分鐘裡死亡。遭雷擊不一定致命,有的人只感到觸電和遭受輕微燒傷而已。也有人遭雷擊後可能因觸電引起肌肉痙攣導致骨折、嚴重燒傷和其它外傷。受到雷擊的人可能被燒傷或嚴重休克,出現昏倒而“假死”的狀態,但身上 並不帶 電,可 以安全地加 以搶救和處理。在發現 遭雷擊者衣服 著火時,應該立刻讓其躺下避免火焰燒至面部,結果死於缺氧或燒傷。也可以往燒傷者身上潑水,或者用毯子、厚外衣將其裹住,以撲 滅 身上的火。然後用 冷水冷卻傷處,接著蓋上清潔的手帕,再用乾 淨的布塊包紮。對於已 昏迷的觸 電者,如果搶救及時,方法得當,即使感受不到其呼吸和脈搏,常常也有可 能起死 回生。務必 把受傷者安置成仰臥式,使其保持舒適,隨 即施行觸電急救。首先進行 口對 口 人 工呼吸。雷擊後人腦缺氧時間超過十幾分 鐘就會有致命危險,所 以進行人工呼吸的時間越早,對傷者的身體恢復越好。若能在/分鐘內以心 肺復甦法進行搶救讓心臟恢復跳,可 能還 來得及 救活。其次,對傷者進行心 髒按摩,並迅 速通知醫院進行搶救處理。如果遇到一群人 被閃電擊 中,應該分輕 重緩急區 別對待，應該先搶救那些 已 無法發出聲息的人。