关于闪电你知道多少 看风雨中“捕”电

　　截至9月17日，正在美国加利福尼亚州肆虐的山火，已使约1.4万平方公里的林地化为焦土。据路透社消息，美国加利福尼亚州在72小时内，发生了近11000次雷击，引发超过367起新山火，数千人被迫撤离。

　　这不免让人联想到去年发生在四川凉山的“3· 30”木里森林火灾。经森林公安部门侦查确认，那次火灾是由雷击引发。而今年6月9日和10日，攀枝花市仁和区也曾因雷击引发山火。

　　事实上，四川是雷电多发区。来自省气象部门的资料显示，自进入汛期，四川各地几乎每天都有雷电预警信号发出。5月至9月20日，全省共监测到闪电近35万次。

　　在气象灾害中，雷电灾害属于小概率事件。不过，雷电灾害一旦发生，往往会造成严重后果，不可掉以轻心。四川气象人是如何在变幻莫测的天气中捕捉雷电的？雷电还有哪些不太为我们所知的冷知识？前不久，在记者采访中，省气象局防雷中心工程师卜俊伟揭开了谜底。

　　巧用“时差法”观测闪电

　　云地闪监测网主要是利用“时差法”来观测闪电——根据闪电抵达探测仪的时间，可以判断出该闪电与探测仪之间的距离。当所有探测到同一闪电的观测站都画出一个圆，这些圆的交集就是闪电发生的真正位置。

　　闪电分为云际闪、云内闪、云空闪和云地闪。目前，研究人员最关注的是对人类生产生活造成主要影响的云地闪。

　　最初，气象部门只能通过人工观测闪电，基本无法开展雷电预警，只能进行“今天有大雨，可能间或发生闪电”诸如此类的定性式预报。

　　2005年，四川省第一套云地闪监测网建成。这个监测网络由25个观测站组成，其中每个观测站的有效探测范围达100公里左右，整个云地闪监测网基本上覆盖全川100%市县。这套当时在国内外堪称“先进”的观测设备，使四川对闪电的观测和认识发生了质的飞跃。

　　这个云地闪监测网主要是利用“时差法”来观测闪电——根据闪电抵达探测仪的时间，可以判断出该闪电与探测仪之间的距离。由于每个探测仪与闪电的空间位置有差异，同一个闪电被不同探测仪“看到”的时间也有差异。以探测站点为中心，以探测仪与闪电的空间距离为半径画一个圆，当所有探测到同一闪电的观测站都画出一个圆，这些圆的交集就是闪电发生的真正位置。

　　“现在，通过云地闪监测网，我们不仅可以对每条闪电信息做精确定位，还能准确记录它发生的强度、日期、时间等要素，从而针对每年的雷电观测数据作出定量分析研究。”卜俊伟说，以这些观测数据为基础，气象部门开展了雷电预报业务，并且不断优化提高预报模型的精度，现行的雷电防护工程标准也是基于这些研究来确定。

　　随着技术进步，四川省气象局正在组建三维闪电观测网。届时，三维闪电观测网不仅可以监测云地闪，还可以监测到云内闪、云际闪。

　　四川5-10月雷电量占全年85%以上

　　长期观测显示，高原地区的闪电以正闪为主，而平原和丘陵地区的闪电以负闪为主。正闪的强度高于负闪，一般可以达到负闪的数倍。

　　雷和闪电，是一种天气现象的两种表现形式。云放电时出现的电火花是闪电，发出的声音则是雷声。在四川，雷电多发时段主要在汛期。据四川省气象局防雷中心观测，四川5-10月发生的雷电数量占全年观测到的闪电总数的85%以上。

　　研究人员发现，四川雷电发生有以下重要特点：第一，一般来说，每天的凌晨零点到3点左右是最容易发生闪电的时间段，早上相对会少一些。

　　第二，强降水往往伴随着强闪电，二者是相辅相成的正相关关系。也就是说，降水多的地方，闪电发生频次肯定比降水少的地方多。

　　第三，同一时间段内，川西高原和攀西地区闪电发生的累计次数高于盆地，但是因为地域广阔，高原地区单位面积土地上的雷电发生密度反而相比盆地更低。

　　第四，闪电发生时，云层会大量释放电荷，观测站就是通过接收云层向地面释放的电荷来进行观测。观测站接收到的电荷，如果以正电荷为主，叫正闪；如果以负电荷为主，就叫负闪。长期观测显示，高原地区的闪电以正闪为主，而平原和丘陵地区的闪电以负闪为主。正闪的强度高于负闪，一般可以达到负闪的数倍。

　　针对这些特点，四川各地在防雷工作中因地制宜、有的放矢：居住分散的高原地区，最重要的是做好雷电预报工作，并将防雷电基本知识宣传到家到户；高层建筑较多的平原、丘陵地区，则要严格按照技术规范做好相应防雷工程，做到在不可避免接受闪电的情况下，尽可能降低雷电灾害引起的损失。

　　哪片云发生闪电充满随机性

　　从电荷在云层中开始积累，到最终放电，通常只有几分钟时间，而观测一片云全部放电过程，时间最多也就一两个小时。研究人员无法提前锁定即将发生闪电的云层。

　　细心的读者会发现，气象部门发布的雷电预警信号，在表述中总含有“可能发生”字眼。相比之下，暴雨预警时则往往使用“预计”词语，让人感觉更加具有确定性。为何这样区别？

　　卜俊伟解释，目前，降水预测的理论相对比较完善，观测手段也更丰富有效。研究人员虽然对雷电产生的原理比较清楚，但观测上还存在不少障碍，其中最大的障碍是对云层的观测手段比较欠缺。

　　研究人员观测云中电荷的仪器叫大气电场仪。从电荷在云层中开始积累，到最终放电，通常只有几分钟时间，而观测一片云全部放电过程，时间最多也就一两个小时。更大问题是，“天上到底哪片云会发生闪电”充满随机性。研究人员无法提前锁定即将发生闪电的云层，加上受观测仪器所限，电荷在云层中快速积累的过程也无法观测，客观上制约了我们雷电预警预报能力。

　　“总的说来，我们在雷电预报预警能力上还有比较大的提升空间，对雷电的原理性研究还需要进一步完善，相应的观测手段还需要改进，观测精确度有待进一步提高。”卜俊伟坦言。

　　◎提醒

　　避雷针保护范围有限

　　45米以上高楼须防侧击雷

　　以前我们知道一个安全常识：打雷时要切断家中电子设备的电源，如拔掉插头。现在，楼房一般都安装有避雷针，还有必要拔插头吗？

　　“还是有必要的。防雷工程并不等于提供绝对保护。”卜俊伟解释，安装有完善防雷设施的新建筑，在雷雨天气不是很厉害时可以不拔电源；对于电线裸露在建筑物外部的老旧建筑，遇到雷雨天气时，室内电源一定要拔掉，否则，闪电带来的高压电流可能会顺着裸露的电线入侵室内电器。“因此，发生雷电时，最安全的做法，还是要把所有带电设备全部关闭，并切断电源。”

　　对于高层建筑来说，怎么判断防雷工程做得好不好？

　　“人们常说的‘避雷针’等类防雷设备，有个专业术语叫作‘接闪器’。”卜俊伟介绍，任何建筑都有可能接闪，而且建筑物越高越容易接闪。通常，一个“避雷针”的保护范围约是以针为中心半径为45米的圆球内。因此，对于高度超过45米的建筑物，仅凭一根避雷针，既不能防止对建筑物侧面的雷击，也不能保护到较低的楼层。

　　对于高度超过45米的高层建筑物，雷电天气时是否安全，要看它是否有侧击保护：在建筑物侧面按一定间距安装一圈接闪器，通过接闪器做好对地连接，把雷击电流导入地下。“对于能量极大、危险性也最大的直击雷来说，这是一种积极的防护措施。”卜俊伟说。

　　◎解谜

　　球形闪电：雷电家族里的“熊孩子”

　　球形闪电就是民间常说的“滚地雷”。在雷电家族中，它是一个“熊孩子”，蕴含着令人吃惊的能量。其形成机理至今是未解之谜。

　　它的形状像圆球，大小15－40厘米，一般出现在地面上，存活时间短则几秒、长则2分钟左右，颜色有橙色、红色、绿色等。

　　球形闪电多半出现在强雷雨的恶劣天气里。这种火球喜欢钻洞，有时会从烟囱、窗户等窜入屋内，然后再溜出屋去。当它出现时，只要你不动，它基本上也不会动你。

　　躲避球形闪电的方法，跟躲避其他闪电一样——当闪电发生的时候，如果在建筑物内，要尽快把门窗关好，切断球形闪电侵入的通道；如果在户外，最有效的仍然是抱头并脚下蹲，远离高大树木。

　　闪电还无法收集利用

　　“到目前为止，还没有直接利用闪电的实验、实践。”卜俊伟认为，主要有两个原因：

　　第一，闪电的利用成本太高。人类在现实中加以利用的能量，必定是可以持续收集、存储的。但是，想要找到一个常年发生闪电的区域，基本上不可能。高原上的正闪虽然数量多、能量强，但是高原的单位土地面积上发生闪电的密度实际上是很低的，比如凉山州一年最多的时候有12万条闪电，摊到单位平方公里上一年也不过就发生几次。

　　第二，技术上无法实现。单次发生的闪电，一般都是比较强的直流电，是随机无序的，而且闪电的时间很短，瞬时电流可高达几万安，人类目前根本没有设备能够承接如此强大的电流。（四川日报全媒体记者陈婷采写）

　　◎问题

　　开车遇电闪雷鸣，要不要下车躲？

　　这种情况下，你最好老老实实地待在车里，没有必要下车。除非雷电直接打到你的车上。

　　电闪雷鸣的天气里，待在汽车里是安全的，至少比在户外安全得多。这是因为：首先，你的车子比较矮，周边通常会有比车子更高的存在，闪电下来有“高个子”顶着；其次，门窗紧闭的汽车，本身就是一个“法拉第笼”式的绝缘体。

　　户外遇打雷闪电，要不要抱住孩子？

　　不要！抱住孩子的危险程度，比孩子独自一人的时候更大。

　　在户外，遇到打雷闪电，有些人出于本能反应要用手去护小孩。这样做其实没有必要，甚至是危险的。事实上，只需要叫小孩子站在大人旁边（不要太近），就比大人更安全。因为小孩个子矮，不容易成为目标。

　　对人类造成伤害的，到底是雷还是闪电？

　　真正能造成伤害的，其实是闪电不是雷。

　　事实上，雷声只能用于判断闪电与你之间的距离。如果你一定要等听到雷声、发现闪电很近，才决定“我要躲！”，不好意思，你可能已经没有机会再躲了。

　　“越是在空旷的地方，树木越容易吸引闪电，如果你在树下，很容易遭到不幸。”卜俊伟提醒，千万不要有“没听见打雷，那我去树下避避雨”的想法。由于电流总是寻找电阻最小的“捷径”来泄流，因此，电阻远远小于树木的人体，极易成为闪电泄流的优选。当闪电击中树木时，即使你并没有直接接触到树木，也会被侧身电压击中。

　　安全的做法是：一旦看见有大片积雨云，或大雨来临，就不要再走到树底下去了，越早远离树木越好，越早进入安全室内（低矮的建筑或者有防雷设施的高层建筑）避雨越好。如果面对雷电，你确实无处可躲，赶紧采取救命招式——双脚紧紧并拢，尽量下蹲，避免跨步电压伤害，然后慢慢往安全地带移动。（四川日报全媒体记者陈婷）