雷电的功与过

赵国庆 赵镇 赵晓丽

摘要：雷电是发生在大气层中的一种自然放电现象。放电的同时伴有闪电和雷鸣，放电时产生的光是闪电，闪电使空气受热迅速膨胀而发生的巨大声响是雷鸣。大家都知道雷电对人类和自然界产生的危害不胜其数，但对雷电的益处知道的较少，任何事物都有它的两面性。雷电它孕育了世界万物，同时也会给万物带来灾难，危及到人民的生命和财产安全。雷电造成的灾害程度和范围日益扩大，对各行各业都造成极大破坏，经济损失急剧增加。雷电已被联合国国际减灾委员会确定为对人类造成最严重危害的十大自然灾害之一，并被国际电工委员会（IEC）确定为“电子化时代的一大公害”。但是在雷电发生的一瞬间，氧气在放电的条件下可以产生臭氧，保护地球上的生命免受紫外线的伤害.另外打雷还可以固定空气中的氮气，使其生成硝酸盐，为农作物提供肥料，有利于植物的生长。雷电能制造负氧离子。负氧离子又称空气维生素，可以起到消毒杀菌、净化空气的作用。给我们的生活带来有利的一面。通过分析雷电的种类及防护措施，以及雷电在生活、农业、能源等方面的优势，提出科学依据，以期合理利用雷电优势减少危害，使之促进社会的发展。

关键词：雷电;灾害;利与弊

1引言

我国的雷电灾害高发期是6-8月，高发时段是15-17时。临汾市平均雷暴日数为25.8天，最多年份出现在1991年，为39.8天，最少的年份出现在2009年为12.9天;从空间分布看，雷暴日数东西两山较多，平川较少。

雷电灾害是“联合国国际减灾十年”公布的最严重的自然灾害之一。最新统计数据表明，雷电造成的损失已经上升到自然灾害的第三位，全球每年因雷击造成人员伤亡、财产损失不计其数;据不完全统计，我国每年因雷击以及雷击负效应造成人员伤亡达3000-4000人，财产损失在50亿元到100亿元人民币。据《气象灾害丛书——雷电灾害》数据显示，超过七成的雷电灾害发生在民用、电力、文体教医场所和厂矿仓储等行业。

2雷电的过

2.1雷电灾害的形式：

雷击主要有下列几种形式：

2.1.1直击雷：带电积云接近地面与地面凸出物之间的电场强度达到空气的介电强度（25 ～ 30kV /mm）时发生的放电现象，称为直击雷。它会造成建筑物毁坏，人畜伤亡、电力和通信线路中断、油库爆炸和诱发森林大火等。

2.1.2感应雷：除了这个直击雷外，影响我们日常生活的重要的就是感应雷。带电积云接近地面凸出物时，在其顶部感应出大量异性电荷，当带电积云与其他部位或其他积云放电后，凸出物顶部的电荷失去束缚高速传播形成高压冲击波。此冲击波由静电感应产生，具有雷电特征，称为静电感应雷。雷电流在周围空间产生迅速变化的强磁场，在邻近的导体上感应出很高的电动势，该电动势具有雷电特征，称为电磁感应雷。由于带电云层的静电感应和强大的瞬间变化的雷电流在泄放过程中产生的电磁感应作用，易在各种管道上感应出高电位，在各种导线上（如电力电缆、通信电缆、控制信号线、电话线等）感应出雷电过电压波，可达几十万至几百万伏，这些过电压波沿着这些线路进入室内，毁坏内部设备和造成人员伤亡。它主要对微电子设备、通讯系统、自动化控制系统、家用电器等造成破坏。

2.2雷电危害区域：

容易遭受雷击的地方一般来说，土壤的电阻率较小或者电阻率变化非常明显的地方容易发生雷击事件。例如：山坡与稻田接壤处、地下水位高的地方、低洼地区等。另外，铁塔、烟囱等高大建筑物，也容易遭受雷击。户外由于树木比较高大，容易受雷击。室内，水管、暖气、家用电器等金属体导电性强，所以容易造成雷击。没有连接避雷设备的室外太阳能热水器也很容易造成雷击事件。

2.3防护措施：

防御措施根据气象防雷技术理念，对雷电灾害的防护应视为一个系统工程，强调全方位防护，综合治理，具体采取以下5种防护措施。

一是等电位连接：就是把各种金属物用粗的铜导线连接在一起，使各种金属连成一个整体，使得金属表面电位相等。由于各金属体处于同一电位，所以不存在电位差，就像站在高压线上的小鸟，不论这些金属物电位升得多高，附近行走的人都不会有危险。

二是安装避雷针：避雷针是一个接地的金属装置，低端与接入大地的地网相连，最高点要高过所在建筑物顶端，且最好是针状，这样可以在雷雨天气中吸引雷电，而雷电通过避雷针将电流传到大地，从而实现对建筑物的防雷电作用。

三是避雷器分流：把室外多条导线并联一种避雷器后再接至地线，其作用是把传入的雷电波在避雷器处经避雷器处理分流入地，从而达到防雷效果。

四是接地：接地是防雷工程的重点和难点，合理的接地设置是上述3个措施成功防御雷电的基础，因此接地成为历来防雷技术中特别受重视的项目。

五是用屏蔽体：金属导体把需要保护的对象包围起来，即阻隔闪电的脉冲电磁场从空间入侵的通道。

3雷电的功

大气中发生的雷电，人们了解更多的是雷电给人们的生命财产带来的灾害，雷电对于人类来说也有它不可抹灭的功绩，只是了解的不多而已，其因可能是不够“直接”。雷电的功绩是大自然对人类无偿的恩赐。雷电有一下优点：

3.1保护地球：

雷电是地球上很常见的自然现象，全球平均每天约发生800万次，每秒钟大约会发生上百次闪电。在雷电发生的一瞬间，除了产生极强的电流和高温外，还会产生大量的臭氧。大气中的臭氧层是地球上一切生物的保护伞，能使地球表面的生物免遭紫外线的危害。

3.2杀菌消毒：

雷电也是一种巨大的声波，可使空气中的细菌和微生物丧生。产生负氧离子，又称空气维生素，可以起到消毒杀菌、净化空气的作用。在雷雨后，空气中高浓度的负氧离子，使得空气格外清新，人们感觉心旷神怡。所以雷雨后的空气特别洁净而清新。是最大范围和最省钱的消毒剂。

3.3制造化肥：

雷电很重要的功绩是制造氮肥。雷电过程离不了闪电，闪电的温度是极高的，一般在三万度以上，是太阳表面温度的五倍！闪电还造成高电压。在高温高电压条件下，空气分子会发生电离，等它们重新结合时，其中的氮和氧就会化合为二氧化氮。自然界雷雨来临时的闪电火花，往往有几公里长，电流强度可达数万甚至数十万安培，空气的温度会突然增至数万度，更容易使空气中的氮和氧化合成二氧化氮，并溶解于雨水里，变成浓度很低的硝酸。这种含硝酸的雨水落到地面，很快与土壤中的矿物质化合变成亚硝酸盐和硝酸盐分子，成为天然氮肥。据测算，全球每年仅因雷电落到地面的氮肥就有四亿吨。如果这些氮肥全部落到陆地上，等于每亩地面施了约二公斤氮素，相当于十公斤硫酸铵。

3.4促進生物生长：

雷电在发生时，地面和天空间电场强度可达到每厘米万伏以上。受这样强大的电位差的影响，植物的光合作用和呼吸作用增强，因此，雷雨后一至二天内植物生长和新陈代谢特别旺盛。有人用闪电刺激作物，发现豌豆提早分枝，而且分枝数目增多，开花期也早了半个月;玉米抽穗提早了七天;而白菜增产了百分之十五至百分之二十。不仅如此，如果作物生长期能遇上五至六场雷雨，其成熟期也将提前一星期左右。

3.5提供能量：

雷电还有巨大的能量。地球上平均每秒有一百次闪电，一次闪电约释放八千瓦小时的电能，因此，每年全世界的雷电约放出二百五十亿千瓦小时的能量。遗憾的是，人类目前还无法对它加以利用。

4结语

雷电这种壮观而又令人畏惧的自然天气现象给人们的生产生活带来很多好处，同时也带来了众多的灾害，因此要利用科学知识防御雷击灾害，将雷击灾害的损失降到最低限度。加强雷电方面的知识与雷电防御，从而帮助人们更好地利用雷电的优势减少其危害，使之对社会起到应有的促进作用。普及防雷知识，提高人们的防雷意识。

参考文献

[1]区永平.雷电的功过与防御措施──1996年雷电灾害调查情况浅析.广东气象，1997年02期，第45-46页.

[2]雷电对人类也有益处.生命与灾害，2012.

[3]黎素云.台风与雷电的“功过”，湖南农业，1999年07期，第3-5页.