闪电是一种在大气层中发生的涉及声音、光线和电力的气象现象,主要表现为雷雨云内部、雷雨云之间或雷雨云与地面之间的放电过程。据相关机构测算,全球平均每分钟就有2000次雷暴发生,每年因雷击导致的人员伤亡超过1万人,同时引发的火灾、爆炸等事故屡见不鲜,对人们的生命财产安全构成了严重威胁,其危害性不容小觑。
雷灾被联合国列为10种最严重的自然灾害之一,也是目前我国十大自然灾害之一。自20世纪80年代起,随着电子信息系统在居民生产、生活中日益普及,雷击灾害造成的损失呈现加剧趋势。我国有21个省、区、市雷暴日超过50天,最长的地区可达134天。我国雷暴活动主要集中在每年6月至8月期间,每年有三四千人因雷击伤亡,造成的财产损失高达50亿至100亿元。
雷击通常会选择击中户外最高的物体顶端,因此孤立的高大树木或建筑物最容易成为雷击目标。
1、尖端放电与避雷针原理
在强电场环境下,物体表面曲率较大的部位(如尖锐顶端、细长边缘、弯曲剧烈处)附近,等势面分布密集,电场强度显著增强,导致空气被电离产生气体放电现象,这种现象被称为电晕放电。而尖端放电作为电晕放电的一种特殊形式,特指物体尖端附近空气电离所产生的气体放电现象。
当雷雨云移动经过时,云的中下部形成强大的负电荷中心,而地面则对应正电荷中心,从而在云层与地面之间形成强大电场。对于地面上的凸出物,如建筑物尖顶、树木、山顶草地、岩石等,其尖端附近等势面高度密集,电场强度极大,空气发生电离,形成从地面指向大气的尖端放电。
避雷针是一种安装在建筑物顶部的金属棒(接闪器)与金属引下线和金属接地体组成的防雷装置。它的作用是将可能袭击建筑物的闪电引导至自身,再导入地下,从而保护建筑物。关于避雷针为何能有效防雷的机制,目前仍在深入研究之中。有人认为避雷针通过尖端放电中和了雷雨云中积累的电荷,起到了消除电场的作用。但近年来通过尖端放电电量计算表明,其放电量远不足以中和所有电荷。
2、人员防雷措施
雷雨天气下在室外的人员,为避免雷击,应遵循以下四项原则。
首先,人体应尽量降低高度,避免成为突出的尖端而被闪电直接击中。
其次,人体与地面的接触面积要尽量减小,以防止因“跨步电压”造成伤害。所谓跨步电压是指雷击点附近两点间存在的巨大电位差,如果人的双脚分开较远,分别接触相距较远的两点,则两脚之间会形成较大的电位差,强电流通过人体导致伤害。
第三,不可靠近孤立的大树和无避雷装置的高大建筑物,同时避免手持金属物体高举头顶。
第四,不要进入水中,因为水体导电性能好,容易遭受雷击。总之,应选择较低处,双脚并拢站立或蹲下,以减少遭遇雷击的机会。
雷雨天气下在室内的人员,应避免靠近窗户,尽可能远离电灯、电话、室外天线引线等;在没有避雷装置的建筑物内,应避免接触烟囱、自来水管、暖气管道、钢柱等。
3、户外防雷十大要点
在户外活动时,应遵守以下规则以确保安全:
1、雷雨天气时不要停留在高楼平台上,在户外空旷地带不宜进入孤立的棚屋、岗亭等。
2、远离建筑物外露的水管、煤气管等金属物体及电力设备。
3、不宜在大树下躲避雷雨,如果必须在大树下避雨,则需与树干保持3米距离,下蹲并双腿靠拢。
4、如果在雷电交加时,头、颈、手处有蚂蚁爬行感,头发竖起,说明即将发生雷击,应立即趴在地上,这样可以减少遭雷击的危险,并取下身上佩戴的金属饰品和发卡、项链等。
5、如果在户外遭遇雷雨,来不及离开高大物体时,应立即寻找干燥的绝缘物放在地上,并将双脚合拢坐在上面,切勿将脚放在绝缘物以外的地面上,因为水具有导电性。
6、在户外躲避雷雨时,应注意不要用手撑地,同时双手抱膝,胸口紧贴膝盖,尽量降低头部高度,因为头部比身体其他部位更容易遭到雷击。
7、当在户外看到闪电几秒钟内就听见雷声时,说明正处于近雷暴的危险环境,此时应停止行走,两脚并拢并立即下蹲,不要与人拉在一起,最好使用塑料雨具、雨衣等。
8、雷雨天气中,不宜在旷野中打伞,或高举羽毛球拍、高尔夫球棍、锄头等;不宜进行户外球类运动,雷暴天气进行高尔夫球、足球等运动非常危险;不宜在水面和水边停留;不宜在河边洗衣服、钓鱼、游泳、玩耍。
9、雷雨天气中,不宜快速驾驶摩托车、骑自行车和在雨中奔跑,因为身体的跨步越大,电压就越大,也越容易受伤。
10、如果在户外看到高压线遭雷击断裂,此时应提高警惕,因为高压线断点附近存在跨步电压,身处附近的人此时千万不要跑动,而应双脚并拢,跳离现场。
4、雷击急救措施
1、人体遭受雷击后,往往会出现“假死”状态,此时应采取紧急措施进行抢救。首先要进行口对口人工呼吸,雷击后进行人工呼吸的时间越早,对伤者的身体恢复越好,因为人脑缺氧时间超过十几分钟就会有生命危险。
其次应对伤者进行心脏按摩,并迅速通知医院进行抢救处理。
第三,如果伤者遭受雷击后引起衣服着火,此时应立即让伤者躺下,以防止火焰烧伤面部,并往伤者身上泼水,或者用厚外衣、毯子等将伤者裹住,以扑灭火焰。