雷雨形成的原因有哪些是怎么形成的
雷陣雨來時,往往會出現(xiàn)狂風(fēng)大作、雷雨交加的天氣現(xiàn)象??粗W電,你會不會有疑問它是怎么來的呢?下面小編為大家介紹雷雨形成的原因,感興趣的朋友們一起來看看吧!
雷雨形成的原因
夏季,太陽光直射使地面上的水蒸發(fā)得比冬、春、秋都快。貼近地面的空氣因溫度較高,能夠接納更多的水汽,導(dǎo)致空氣的密度減小,空氣變輕,變輕了的空氣不停地上升。隨著海拔高度的增加,溫度會逐漸下降(每上升100米,氣溫降低0.6度),空氣也就漸漸涼下來??諝鉀隽?,就無法容納原先豐沛的水汽,一部分水汽就會凝結(jié)成小水滴,天空就會起云。那么,這些小水滴怎么不迅速落下來成為雨呢?這是因為小水滴太小,上升的熱氣流托住了它們,并把懸浮著的小水滴不停地往更高處推。云就越堆越大越高,這樣的云,氣象上叫積雨云,其云底離地面約1000米。
當(dāng)積雨云內(nèi)的小水滴不斷碰撞合并成較大的小水滴時開始往下落,而從地面上升的熱空氣卻一個勁往上沖,兩者之間摩擦后就帶上了電荷。上升的氣流帶正電荷,下落的水滴帶負(fù)電荷。隨著時間的推移,積雨云的頂部積累了大量的正電荷,底部則積聚許多負(fù)電荷;地面因受積雨云底部負(fù)電荷的感應(yīng),也帶上了正電荷。
云中水滴合并增大,直到上升熱氣流托不住了,就從云中直掉下來。下層的熱氣流給雨一淋,驟然變冷,不再上沖,轉(zhuǎn)而向地面撲下來。此時,空中的電荷開始放電,并伴隨著轟隆隆的雷聲。因電閃以光速30萬千米/秒的速度傳播,雷是以331米/秒的聲速傳播,故人們先看到電光爾后才聽到雷響。有時候雷聲的時間拖得很長,那是云層、山峰及地面把雷聲來回反射所致。
雷電對人體的傷害
(1)直擊雷:當(dāng)人遭到雷擊的一瞬間,強(qiáng)大的電流會迅速通過人體,嚴(yán)重者可導(dǎo)致心跳停止、肺功能衰竭、腦組織缺氧而死亡。另外,雷擊產(chǎn)生的高溫弧光也會形成人體不同程度的皮膚灼傷和碳化。人體遭雷電擊傷,會形成樹枝狀的雷擊紋理,致使皮膚剝脫和出血,也可造成耳鼓和內(nèi)臟破裂等等。另外,據(jù)不完全統(tǒng)計,在每年的雷雨季節(jié)中,世界上所發(fā)生的雷擊高達(dá)1700次左右,全世界每年大概有數(shù)千人遭受雷擊。在比較平坦的地形上,30米左右高的建筑物平均每年就會被擊中一次;每座數(shù)十米及以上的高層建筑物,如廣播或電視塔,每年會被擊中20次左右,每次雷擊所產(chǎn)生的高電壓達(dá)6億伏左右。如果沒有避雷設(shè)備,這些建筑物早就被毀掉了。從云層到地面的閃電雷擊,它也包含了在50毫秒左右間隔之內(nèi)的發(fā)生次數(shù),也就是4次左右的獨立雷擊次數(shù)。第一次的雷擊峰值電流大約在2萬安培左右,而后續(xù)雷擊的電流峰值則會減半,最后一次雷擊很可能產(chǎn)生大約140安培左右的持續(xù)電流,其持續(xù)的時間可長達(dá)數(shù)十毫秒左右。
(2)雷電感應(yīng)。是在雷電感應(yīng)過程中產(chǎn)生的強(qiáng)大瞬間電磁場,這種強(qiáng)大的感應(yīng)磁場,可在地面金屬網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生感應(yīng)電荷。包括有線、無線通訊網(wǎng)絡(luò),電力輸電網(wǎng)絡(luò)和其他金屬材料制成的線路系統(tǒng)。高強(qiáng)度的感應(yīng)電荷會在這些金屬網(wǎng)絡(luò)中形成強(qiáng)大的瞬間高壓電場,從而形成對用電設(shè)備的高壓弧光放電,最終會導(dǎo)致電氣設(shè)備燒毀。尤其對電子等弱電設(shè)備的破壞最為嚴(yán)重,如,家用電器的電視機(jī)、電腦、通信設(shè)備、辦公設(shè)備等等。每年,被感應(yīng)雷電擊毀的用電設(shè)備事故達(dá)千萬件以上。這種高壓感應(yīng)電也會對人身造成傷害。
雷電活動的規(guī)律
1.雷電活動的一般條件如下。
(1)地質(zhì)條件:土壤電阻率的相對值較小時,就有利于電荷很快聚集。局部電阻率較小的地方容易受雷擊;電阻率突變處和地下有導(dǎo)電礦藏處容易受雷擊;實際上接地網(wǎng)電阻率,會增大雷擊概率。
(2)地形條件:山谷走向與風(fēng)向一致,風(fēng)口或順風(fēng)的河谷容易受雷擊;山岳靠近湖、海的山坡被雷擊的概率較大。
(3)地物條件:有利于雷雨云與大地建立良好的放電通道。空曠地中的孤立建筑物,建筑群中的高聳建筑物容易受雷擊;大樹、接收天線、山區(qū)輸電線路容易受雷擊;符合尖端放電的特性,基站鐵塔建成后也會增大雷擊的概率。
2.根據(jù)工程經(jīng)驗,下列地點可能是雷害發(fā)生概率較高的地點。
(1)10m深處的土壤電阻率r10發(fā)生突變的地方。
(2)在石山與水田、河流交界處,礦藏邊界處,進(jìn)山森林的邊界處,某些地質(zhì)斷層地帶。
(3)面對廣闊水域的山岳陽坡或迎風(fēng)坡。
(4)較高、孤立的山頂。
(5)以往曾累次發(fā)生雷害的地點。
(6)孤立桿塔及拉線,高聳建筑群及其他接地保護(hù)裝置附近。
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