雷电的定义
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雷电的研究报告摘要本研究报告旨在探讨和分析雷电现象的形成原因、分布规律以及与人类生活的关系。
通过综合阐述雷电的定义、形成机制、危害性以及预防措施,该报告提供了对雷电研究的全面认识。
引言雷电是一种自然现象,是大气中带电粒子之间的放电现象。
它产生的能量极大,可以给人类、动物和物质带来严重的伤害和损失。
因此,对雷电现象进行深入研究并采取相应的预防措施具有重要意义。
1. 雷电的定义与形成机制1.1 定义雷电是指大气中由于极其强烈的电荷积累而导致的放电现象。
通常表现为从云端或云与地面之间的闪电放电。
1.2 形成机制雷电的形成机制主要涉及到云系内的带电粒子运动和分布。
当云内的正电和负电分别集中在云的不同区域时,就会形成电势差。
当电势差超过空气的电击穿强度,就会引发雷电放电。
2. 雷电的分布规律2.1 地理分布全球范围内,雷电活动主要集中在热带和亚热带地区,如非洲中部、南美洲北部、东南亚和澳大利亚北部。
2.2 季节分布雷电活动在季节上存在明显的差异。
通常来说,夏季是雷电活动最为频繁的季节,而冬季则相对较少。
3. 雷电的危害性雷电对人类和物质具有巨大危害,其中包括: - 直接伤害:雷电可以直接击中人体或其他生物,造成严重的身体伤害甚至死亡。
- 火灾:雷电放电时会引发火灾,对建筑物、森林和农作物造成破坏。
- 电力设备故障:雷电放电还可能导致电力设备的损坏和短路,给电网带来严重影响。
4. 雷电的预防与控制4.1 预警系统建立雷电预警系统是预防和控制雷电灾害的重要手段之一。
通过提前监测云层和雷电活动的数据,可以及时发出警报,使人们提前做好准备。
4.2 防雷技术•接闪器:在建筑物、电线电缆等高耸物上安装接闪器,通过接收雷击电流减小雷电对物体的损害。
•灭雷器:在电力设备上安装灭雷器,防止雷电放电引发设备故障。
•闪电保护网:在建筑物周围设置闪电保护网,将雷电导向到安全的地方。
结论综上所述,雷电是一种强大而危险的自然现象,对人类和物质都具有严重的危害性。
雷电学原理知识1雷电:是雷雨云之间或云地之间产生的放电现象.雷雨云是产生雷电的先决条件2雷雨云的三个阶段: 形成阶段成熟阶段消散阶段3雷雨云起电的原理: 1 水滴破裂效应2 吸电荷效应3 水滴冰冻效应 4 温差起电效应4 大多数雷电放电发生在雷云之间(或雷云内部),当两块雷云的异性电荷集中区之间的电场强度超过这里的空气绝缘强度时,雷云之间就会发生放电.雷云对地放电过程,可分三阶段,即先导放电阶段,回击阶段和余晖阶段.1 先导放电阶段带电雷云在地面上空形成后,由于静电感应的作用,雷云电荷在地面上感应出反极性的电荷.雷云下部的电荷大多数是负极性的,因此在地面上感应出的电荷多为正极性的电荷.2回击阶段下行先导通道发展到临近地面时,由于其头部与地面物体之间的距离很短,场强可达到非常高的数值,使得这里的空气急剧游离,从而把先导通道中的负电荷与地面或地面物体上的正电荷接通,正负电荷分别向上和向下运动,去中和各自异性电荷,于是就开始了回击阶段.回击也称为主放电.4云间放电:由于电荷的不断积累,不同极性的云块之间的电场强度不断增大,当某处的电场强度超过空气可能承受的击穿强度时,就会形成云间放电5闪:不同极性的电荷通过一定的电离通道,互相中和,产生强烈的光和热的现象.既:放电通道中所产生的强光.雷: 在放电通道中所发生的热,迫使附近的空气突然膨胀,发出的巨大轰鸣声.6 雷电放电的重复性:一次雷电平均包括三、四次放电,第一次在雷云的最底层放电,重复的放电都是沿着第一次放电的通路发展的,随后的放电都是从较高的云层或相邻区发生.7 雷电放电的强度: 200—300KA 最高430KA8雷电产生的效应: 热效应电效应机械效应9闪电的种类: 1 片状雷电,云间放电多为片状雷. 2 线状雷电,雷云与大地之间的放电,多以线状的形式,通常雷云下部带负电,上部带正电.由于雷云的负电效应,使附近的地面感应出大量正电荷,所以地面带正电荷. 带状雷电线状雷的一种,是在闪电的过程中恰巧有水平大风吹过闪电通道,将几次线状闪电的放电通道吹分开来,肉眼看闪电通道变宽.3 球状雷电彩色的火焰状球体,表现为100-300mm直径,橙色或红色球体,最大直径也可能1m 存在时间为百分之几秒到几分钟,通常为3-5秒,辐射功率小于200W,有臭氧,NO2,或硫磺气味.4 联珠状雷电很少见的一种闪电,有人人为他是由一群球雷组成10雷电的空间分类: 云内闪电, 云际闪电, 云地闪电(落地雷,直击、雷)11地闪:雷云与大地的放电即:云地放电.多以线状形式出现,雷云与大地的放电中,90%为负极性雷击;放电过程为,向下移动的负极性先导激发,向地面输送负电荷;10%为正极性雷击; 放电过程为,下行先导激发,先导携正电荷,向地面输送正电荷12 先导放电: 放电开始时,其微弱的发光通道以100-1000km/s的平均速度,以脉冲的形式向地面延伸,形成阶梯先导,每段长度为25m;时间为50us;表现为树枝分叉状.分枝状的先导放电通道往往只有一条放电分枝能到达地面.13 枝状闪电的产生: 流柱沿着一条电阻最小的通道前进,遇到阻力时便随时改变前进的路线,于是空间出现不同枝状的闪电14滚球半径:从梯级先导通道前端向四周探索的10-100m长臂,这个长臂的臂长叫击距或闪击距离,标准叫滚球半径. 或者说:击距,定义为先导头与被击中物在最后一个间隙产生击穿电场瞬间的距离,或者说是,当被击物产生上行连接先导时,下行先导与被击物间的距离。
雷电发生过程的原理
雷电是雷雨云中的放电现象。
下雨时,天上的云有的是正极,有的是负极。
两种云碰到一起时,就会发出闪电,同时又放出很大的热量,使周围的空气受热、膨胀。
瞬间被加热膨胀的空气会推挤周围的空气,引发出强烈的爆炸式震动,这就是雷声。
形成雷雨云一般要具有两个条件,充足的水汽和剧烈的对流运动。
冬天,由于空气寒冷干燥,加之太阳辐射较弱,空气中不易形成对流,因而很少有雷电。
但有时冬季气温偏高就形成了雷雨云,产生了雷电,并出现雨雪天气。
对流特别强盛,还可形成冰雹,这就会产生所谓“冬打雷”的天气现象。
了解了这些原因,“冬打雷”就不奇怪了。
打雷的形成原因:
雷雨是由于暖湿空气在局部地方出现强烈对流,暖空气急剧上升产生了积雨云的剧烈振动,就会积累了大量的电荷,产生雷鸣。
闪电的形成原因:
带电云层对大地放电一般是这种情况,其云层属于正电荷区高电位,大地处于负电荷区低电位。
空气原本是不导电的,但在强大的电场力作用下,气体原子核最外层的电子就会受到电场力
的激发而产生跃迁飘逸而形成带电离子。
获得电子的原子称其为负离子,失去电子的原子称其为正离子。
在电场力的作用下,带电离子可形成电子流。
班级科学教案:探索雷电产生的神秘过程探索雷电产生的神秘过程当我们面临着雷雨天气的时候,我们总是会感觉到一丝不安。
因为除了大雨的打击,我们还要担心被雷电所侵袭。
我们都知道,雷电是一种非常强大的自然现象,不仅有着炫目的光芒,而且声音也非常惊人。
那么,雷电到底是如何产生的呢?我们是否能够探索它的奥秘呢?在这个科学教案中,我们会探讨雷电的产生过程,了解它的神秘之处。
一、雷电的定义及形成雷电是由于云层内部的气流运动所致的,也就是说,是在云层中运动的大量水滴、水汽和冰晶之间不断摩擦产生的。
当大量水滴或冰晶在云内形成时,它们会发生碰撞,摩擦,这会使得它们带上电荷。
当云底部带上负电荷时,地面就会带上正电荷。
这时,两极之间的电场就越来越强烈。
当电场足够大时,空气就会被电离,从而形成一条电弧,也就是我们所看到的闪电了。
二、雷电的危害雷电不仅仅是一种自然现象,它还具有非常强大的危害。
当雷电穿过空气时,它会产生瞬间的高温和高压。
这会导致瞬间的爆炸声和强烈的光芒。
当人类接触到雷电时,它会造成严重的伤害甚至死亡。
因此,在雷雨天气中,我们需要注意防范雷电的危害。
三、探索雷电的神秘尽管我们已经知道了雷电的定义及其形成过程,但它的神秘仍然吸引着我们的好奇心。
当我们仔细观察雷电时,我们会发现它所产生的光芒是蓝白色的。
这是由于电离空气时,氮分子激发而产生的。
我们还可以看到,闪电的瞬间非常短暂,但它所产生的声音却非常强大。
我们可以通过观察雷电来探索它的神秘。
但是,要想更深入地了解它,我们还需要利用科学实验室中的设备进行实验。
通过利用高电压、小型晶体管和其他特殊设备,我们可以模拟云层中水滴和冰晶的运动,并探索它们之间的摩擦力和电荷。
我们还可以通过测量电离空气的温度和压力来了解雷电的物理特性。
四、如何防范雷电的危害虽然雷电非常神秘并且令人着迷,但它的危害也非常大。
因此,我们需要采取一些措施来防范雷电的危害。
我们可以在雷雨天气中尽可能呆在室内,以减少接触雷电的机会。
雷电的定义1、雷电的定义:雷电也称为闪电,它是发生于大气中的一种瞬态(1s以内) 的、大电流(峰值电流平均高达几十kA )、高电压(负地闪头部相对于地面的电位超过十几mV )、高功率(其峰值功率可达1亿kW )、长距离(几十km )的放电现象。
闪电虽然有强大的功率,可以造成巨大的破坏力,但能量很小,利用价值微不足道。
闪电放电一般产生于积雨云。
2、全球闪电分布特征:全球在同一时刻大约会存在2000个雷暴,这些雷暴平均每秒钟约产生44± 5个闪电,其中大部分闪电发生在陆地上,每年每平方公里陆地上会发生31~49个闪电,而广大海洋区域的闪电发生率则比较低,每年每平方公里约5个闪电,陆地和海洋的平均闪电密度之比近似为10:1。
全球闪电活动主要集中分布在赤道地区,其中闪电活动最频繁的三个地区均位于赤道附近,即非洲大陆、南美大陆和海洋性大陆(即印度尼西亚地区),而在赤道附近的卢旺达地区,闪电密度最大可达每年每平方公里80个闪电,是全球最频繁的地区。
赤道地区的闪电活动基本没有明显的季节变化,但以春秋季为多;中纬度地区闪电活动都呈现出明显的季节变化。
北半球的闪电活动在夏季活跃,并在8月份达到最大值。
而在南半球,闪电活动峰值则发生在10月份。
3、我国闪电时空分布特征:我国的闪电活动在空间上可以大体分成与太平洋海岸平行的四条带状区域:近海区域;中部区域;西部区域;西部边境区域。
其中,近海地区是我国闪电活动最频繁的地区,西部地区是我国闪电活动最弱的地区。
在我国闪电活动最频繁的地区是:广州附近、广东茂名附近及海南岛中部地区,这些地方的闪电密度均超过每年每平方公里20 个闪电。
我国的闪电活动在8月份达到最强,11月份最弱。
主要集中在夏季(约占全年总闪电活动的68%),春季次之(约占全年总闪电活动的24%),然后是秋季,而冬季则最弱,而且在各个季节明显呈现出随着纬度的减小,闪电密度逐渐增大的趋势。
闪电活动出现明显季节变化主要是因为我国处在著名的东亚季风区以及太阳辐射随纬度变化的缘故。
雷电学原理知识 The manuscript was revised on the evening of 2021雷电学原理知识1雷电:是雷雨云之间或云地之间产生的放电现象.雷雨云是产生雷电的先决条件2雷雨云的三个阶段: 形成阶段成熟阶段消散阶段3雷雨云起电的原理: 1 水滴破裂效应2 吸电荷效应3 水滴冰冻效应 4 温差起电效应4 大多数雷电放电发生在雷云之间(或雷云内部),当两块雷云的异性电荷集中区之间的电场强度超过这里的空气绝缘强度时,雷云之间就会发生放电.雷云对地放电过程,可分三阶段,即先导放电阶段,回击阶段和余晖阶段.1 先导放电阶段带电雷云在地面上空形成后,由于静电感应的作用,雷云电荷在地面上感应出反极性的电荷.雷云下部的电荷大多数是负极性的,因此在地面上感应出的电荷多为正极性的电荷.2回击阶段下行先导通道发展到临近地面时,由于其头部与地面物体之间的距离很短,场强可达到非常高的数值,使得这里的空气急剧游离,从而把先导通道中的负电荷与地面或地面物体上的正电荷接通,正负电荷分别向上和向下运动,去中和各自异性电荷,于是就开始了回击阶段.回击也称为主放电.4云间放电:由于电荷的不断积累,不同极性的云块之间的电场强度不断增大,当某处的电场强度超过空气可能承受的击穿强度时,就会形成云间放电5闪:不同极性的电荷通过一定的电离通道,互相中和,产生强烈的光和热的现象.既:放电通道中所产生的强光.雷: 在放电通道中所发生的热,迫使附近的空气突然膨胀,发出的巨大轰鸣声.6 雷电放电的重复性:一次雷电平均包括三、四次放电,第一次在雷云的最底层放电,重复的放电都是沿着第一次放电的通路发展的,随后的放电都是从较高的云层或相邻区发生.7 雷电放电的强度: 200—300KA 最高430KA8雷电产生的效应: 热效应电效应机械效应9闪电的种类: 1 片状雷电,云间放电多为片状雷. 2 线状雷电,雷云与大地之间的放电,多以线状的形式,通常雷云下部带负电,上部带正电.由于雷云的负电效应,使附近的地面感应出大量正电荷,所以地面带正电荷. 带状雷电线状雷的一种,是在闪电的过程中恰巧有水平大风吹过闪电通道,将几次线状闪电的放电通道吹分开来,肉眼看闪电通道变宽.3 球状雷电彩色的火焰状球体,表现为100-300mm直径,橙色或红色球体,最大直径也可能1m 存在时间为百分之几秒到几分钟,通常为3-5秒,辐射功率小于200W,有臭氧,NO2,或硫磺气味.4 联珠状雷电很少见的一种闪电,有人人为他是由一群球雷组成10雷电的空间分类: 云内闪电, 云际闪电, 云地闪电(落地雷,直击、雷)11地闪:雷云与大地的放电即:云地放电.多以线状形式出现,雷云与大地的放电中,90%为负极性雷击;放电过程为,向下移动的负极性先导激发,向地面输送负电荷;10%为正极性雷击; 放电过程为,下行先导激发,先导携正电荷,向地面输送正电荷12 先导放电: 放电开始时,其微弱的发光通道以100-1000km/s的平均速度,以脉冲的形式向地面延伸,形成阶梯先导,每段长度为25m;时间为50us;表现为树枝分叉状.分枝状的先导放电通道往往只有一条放电分枝能到达地面.13 枝状闪电的产生: 流柱沿着一条电阻最小的通道前进,遇到阻力时便随时改变前进的路线,于是空间出现不同枝状的闪电14滚球半径:从梯级先导通道前端向四周探索的10-100m长臂,这个长臂的臂长叫击距或闪击距离,标准叫滚球半径. 或者说:击距,定义为先导头与被击中物在最后一个间隙产生击穿电场瞬间的距离,或者说是,当被击物产生上行连接先导时,下行先导与被击物间的距离。
混凝土结构防雷标准混凝土结构防雷标准一、引言随着科技的发展和社会的进步,建筑物的高度和体积越来越大,对于防雷安全的要求也越来越高。
混凝土结构作为建筑物的主要承重构件之一,其防雷措施的重要性不可忽视。
本标准旨在规范混凝土结构的防雷设计、施工和检测,保障建筑物的防雷安全。
二、标准适用范围本标准适用于混凝土结构的防雷设计、施工和检测。
其中,混凝土结构包括混凝土柱、墙、梁、板、楼梯、地下室及其他混凝土构件。
三、术语和定义1. 雷电:指大气中发生的放电现象,通常伴随着闪电、雷声等现象。
2. 雷电流:指雷电放电过程中经过接地装置所流经的电流。
3. 雷电防护:指为了保护建筑物和其中的人员、设备、财产等免受雷击而采取的一系列措施。
4. 雷电防护等级:指根据建筑物的用途、高度、周围环境等因素确定的雷电防护的等级,通常分为四级。
5. 雷电防护装置:指用于保护建筑物免受雷击的装置,包括避雷针、避雷网、接闪器等。
6. 接地装置:指将建筑物内的金属构件与地面连接,以便于将雷电流引入地下。
7. 混凝土结构防雷接地:指将混凝土结构的金属构件与地面连接,以便于将雷电流引入地下。
四、设计要求1. 雷电防护等级的确定根据建筑物的用途、高度、周围环境等因素,确定雷电防护等级。
建筑物的雷电防护等级应符合国家和地方的相关规定。
2. 避雷针和避雷网的设置(1)建筑物的顶部应设置避雷针或避雷网,避雷针或避雷网的高度应高于建筑物的最高点,并应符合国家和地方的相关规定。
(2)避雷针或避雷网的材料应具有良好的导电性能和耐腐蚀性能,且应定期检查和维护。
3. 接闪器的设置(1)建筑物的立面和屋面应设置接闪器,接闪器的数量和布局应符合国家和地方的相关规定。
(2)接闪器的材料应具有良好的导电性能和耐腐蚀性能,且应定期检查和维护。
4. 接地装置的设置(1)混凝土结构的金属构件应设置接地装置,并应符合国家和地方的相关规定。
(2)接地装置应与混凝土结构的金属构件紧密连接,且应保持良好的接触状态。
防雷电知识常识一、定义1、静电的产生:物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,原子那么由带正电荷的原子核和带负电荷的电子构成。
原子核所带正电荷数与电子所带负电荷数之和为零,因此物质呈中性。
如果原子由于某种原因获得或者失去局部电子,那么原来的电中性被打破,而使物质呈电性。
假设,所获得电子没有丧失的时机或者丧失的电子得不到补充,就会使该物质长期保持电性,该物质称带上了“静电〞。
因此静电是指附着在物体上很难移动的集团电荷。
2、雷电的产生:雷电是自然界中的一种静电放电现象。
当带正负电荷的雷云不断形成和积聚以后,假设某处空间的电场强度到达中以击穿空气的程度,就能发生云间放电或对地放电。
放电时发出闪光,且在放电通道中产生高温而使空气突然膨胀,发出霹雳雷声。
3、雷电的危害方式:1、直击雷:雷电直接击在地面某一物体上,产生电效应、热效应和机械力者。
其能量大,具有巨大的破坏性。
2、感应雷:雷电放电时,在附近导体上产生的静电感应和电磁感应,它可能使金属部件之间产生火花,引起灾害。
感应雷又叫二次雷,它对人畜也有较大危害。
3、雷电波侵入:由于雷电对架空线路或金属管道的作用,雷电波可能沿着这些管线侵入屋内,危及人身平安或损坏设备。
4、雷击电磁脉冲:作为干扰源的直接雷击和如今雷击所引起的效应。
其绝大多数是雷电流通过连接导体的干扰,以及磁辐射干扰。
5、雷电高电压还击:在遭受直击雷击的物体〔金属体、树木、建筑物等〕,瞬间与大地间存在很高的电压,这一电压对大地相接触的物体〔或人畜〕发生闪击放电造成危害。
4、直击雷危害:当雷电击中树木和没有防雷装置的建筑物时,雷电流的数值约在娄百安培至200KA范围,因而能使受物体产生强烈的机械振动和热效应,进而使受击物内部水分蒸发或者分解出氢气和氧气而引起爆炸。
5、雷暴种类:1.片状雷:云间放电多为片状雷,由于线状雷的闪电被云体遮住,闪电的光照亮了上部的云,闪电呈现片状的亮光。
片状雷对空中飞行及地面微电子设备有影响,对其他地面物体影响不大。
1、雷电的定义:雷电也称为闪电,它是发生于大气中的一种瞬态(1s以内)的、大电流(峰值电流平均高达几十kA)、高电压(负地闪头部相对于地面的电位超过十几mV)、高功率(其峰值功率可达1亿kW)、长距离(几十km)的放电现象。
闪电虽然有强大的功率,可以造成巨大的破坏力,但能量很小,利用价值微不足道。
闪电放电一般产生于积雨云。
2、全球闪电分布特征:全球在同一时刻大约会存在2000个雷暴,这些雷暴平均每秒钟约产生44±5个闪电,其中大部分闪电发生在陆地上,每年每平方公里陆地上会发生31~49个闪电,而广大海洋区域的闪电发生率则比较低,每年每平方公里约5个闪电,陆地和海洋的平均闪电密度之比近似为10:1。
全球闪电活动主要集中分布在赤道地区,其中闪电活动最频繁的三个地区均位于赤道附近,即非洲大陆、南美大陆和海洋性大陆(即印度尼西亚地区),而在赤道附近的卢旺达地区,闪电密度最大可达每年每平方公里80个闪电,是全球最频繁的地区。
赤道地区的闪电活动基本没有明显的季节变化,但以春秋季为多;中纬度地区闪电活动都呈现出明显的季节变化。
北半球的闪电活动在夏季活跃,并在8月份达到最大值。
而在南半球,闪电活动峰值则发生在10月份。
3、我国闪电时空分布特征:我国的闪电活动在空间上可以大体分成与太平洋海岸平行的四条带状区域:近海区域;中部区域;西部区域;西部边境区域。
其中,近海地区是我国闪电活动最频繁的地区,西部地区是我国闪电活动最弱的地区。
在我国闪电活动最频繁的地区是:广州附近、广东茂名附近及海南岛中部地区,这些地方的闪电密度均超过每年每平方公里20 个闪电。
我国的闪电活动在8月份达到最强,11月份最弱。
主要集中在夏季(约占全年总闪电活动的68%),春季次之(约占全年总闪电活动的24%),然后是秋季,而冬季则最弱,而且在各个季节明显呈现出随着纬度的减小,闪电密度逐渐增大的趋势。
闪电活动出现明显季节变化主要是因为我国处在著名的东亚季风区以及太阳辐射随纬度变化的缘故。
4、雷电类型:(1)地闪(云对地的放电)分为正地闪和负地闪。
(2)云闪(所有没到地的放电)包括云间放电、云内放电、云和空气的放电。
(3)球状闪电(雷暴旺盛期运动着的发光球,直径几米甚至几十米的)。
(4)珠状闪电(在雷暴云消散阶段或层状降雨阶段发生于云底附近具有大范围水平发展、多分叉放电通道的放电现象)。
5、地闪特征及其各主要物理过程地闪分为四种形式:(1)下行负地闪,占全部地闪的90%以上,它由向下移动的负极性先导激发,因此向地面输送负电荷;(2)下行正地闪,少于全部闪电的10%,闪电也由下行先导激发,但是先导携带正电荷,因此向地面输送正电荷。
(3)上行负地闪,一般比较罕见,由从地面向上移动的携带正电荷先导激发,对应于云中的负电荷向地面的输送。
(4)上行正地闪,一般比较罕见,由从地面向上移动的携带负电荷先导激发,对应于云中的正电荷向地面的输送。
地闪的特征:(1)发生的频率少于云闪(2)主要发生于云体与地面之间的对地放电(3)地闪对地面物体可造成严重威胁(4)它的放电通道暴露于云体之外易于光学观测(5)目前对地闪放电过程已经有了相对系统的研究地闪的主要物理过程:(1)云中的预击穿过程激发从云到地的一系列间歇性突跳式进展的梯级先导(2)梯级先导触发大电流首次回击过程(3)首次回击发生后,通过回击间过程的电荷累积,紧接着会出现自上而下的直窜先导(4)直窜先导则会触发继后回击6、雷电的各种效应电动力效应,冲击波效应,光辐射效应,热效应,跨步电压,接触电压,静电感应效应 电动力效应:由于雷电流的峰值很大,作用时间短,产生的电动力有巨大的冲力。
冲击波效应:闪电回击通道的初始平均温度和气压很高,有巨大的瞬时功率,产生爆炸式的冲击波当Ps-Po=380hpa 时墙体被破坏。
光辐射效应:强大的雷电流,是闪电通道内的气体分子和原子被激发高能级,从而产生光辐射,造成升温、升压现象。
所以在雷雨云下,一般都伴随着雷暴高压。
热效应:闪电的热效应是说闪电击中地面物,雷电电流产生焦耳--楞次热效应,电流幅值高作用时间短,产生瞬时高温。
到植物体内水分剧烈蒸发气体膨胀产生的机械作用可使树木劈裂、器物爆裂、爆炸等。
热效应:闪电击中地面物体,雷电电流产生焦耳--楞次热效应,电流幅值高作用时间短,产生瞬时高温。
到植物体内水分剧烈蒸发气体膨胀产生的机械作用可使树木劈裂、器物爆裂、爆炸等。
跨步电压:闪电流入大地后,人的两腿分,开站立时,两脚之间的电压。
接触电压:身体的接触点与地面双脚之间的电压静电感应效应:闪电的静电感应效应—称之为二次雷击效应,也称之为感应雷。
建筑物上的金属构建和进出建筑物的电源线、信号线,在雷雨云临空时积雨云一旦放电,云下的电荷消逝,金属物上的电荷就自由运动,产生对地面物的高电位差,发生闪络造成危害。
避免危害的办法是等电位连接,电源和通讯线路上安装避雷器。
7、雷形成的物理过程(1)雷声起源于闪电通道的初始扩张引发的高压冲击波,它在远距离上退化成为声波。
(2)在不到10μs 的时间内回击通道温度将达到30000K 。
由于没有足够的时间使得通道的粒子浓度发生显著改变,因此通道的压力将由于温度的升高而迅速增加。
(3)在前5μs 内平均的通道压力可以达到10个巴。
这样一个通道过压将会导致强烈的冲击波使得通道迅速扩张。
8、电晕放电物体表面曲率大的地方(如尖锐、细小物的顶端),等电位面密,电场强度剧增,致使它附近的空气被电离而产生气体放电,此现象称为电晕放电。
尖端放电为电晕放电的一种,在导体尖端的地方,由于电荷密集,电场很强,使空气分子发生电离而形成大量的自由电子和离子在一定的条件下即可导致空气击穿,而发生“尖端放电”现象。
9、大气体电荷密度:一定体积大气携带正电荷或净负电荷 , 称为大气体电荷。
通常用大气体电荷密度描述大气电荷状况 , 单位取 C · cm-3 。
如果体积为τ的大气中携带总的正电荷为 Q+ 、总的负电荷为 Q-, 则大气体电荷密度定义为 )(),(,---+++-+-++=+=-=-=N n e q N n e q q q Q Q τρ大气电场与体电荷密度的关系:10、EOSO :在消散的雷雨云中观测到电场的阻尼震荡,云中下沉气流使云下部的负电荷向外移动,使云上部的正电荷区显露在云下电场仪上,这叫EOSO ,即雷暴结束时的电场震荡。
雷暴云的EOSO 现象:A 、倾斜的正、负电极/平流卷云砧;B 、双极性电荷分布的云,降水将云底的负电荷带走;C 、发展阶段为正的双极性电荷分布,消散阶段云下负电荷随下沉气流外流到云外;D 、由于降水和冰粒的相互碰撞以及上升和下沉气流的作用,云中荷电符号发生反转,最后留下负电荷;E 、与D 类似最后留下正电荷。
(书P106)11、Spritesprite 是由某种类型的闪电在雷暴云上部和电离层之间的中层和高层大气中产生的一种奇特的光学效应。
这种现象可以在地面的高山上观测到。
红色Sprite :集中在中层的红色发光结构,但是具有向上和向下的分量,高度在40-95km 。
11、啸声(1)回击所形成的甚低频信号(VLF )往往有一部分穿透电离层而进入磁层。
然后,信号沿着地磁场的磁力线,又一次穿透电离层而返回地球。
(2)由于信号在磁层中传播时发生频散,因而原来的尖脉冲就以一种可以听见的声音而返回地球,被称为“啸声”。
(3)啸声的音调逐渐降低,即高频部分比低频部分先到达地球。
12、K 变化(1)K 变化指发生在地闪回击之间或最后一个回击之后以及云闪后期相对小的快电场变化。
(2)它叠加在回击之间或之后及云闪后期的慢电场变化即J 过程上。
(3)K 变化不伴随有云地之间明显的通道发光,原因是K 变化中没有先导到达地面,而只在云内产生电荷的微小调整。
13、Workman —Reynolds 效应:(1)冻结的水溶液在冰和溶液之间形成电位差。
(2)如果冻结过程被迫中断,或液水由于碰撞被移除,将会在冰和液滴之间产生电荷差,(3)荷电的性质依赖于离子的类型, Na+ 使冰带正电, Cl-使冰带负电。
14、镜像效应通常,降水的电流密度与大气电场以反位相随时间变化,即降水电流密度的绝对值和地面大气电场的绝对值随时间同增同减 ,但符号相反这种效应称为镜像效应。
15、全球大气电路在地球上局地的雷电过程可以通过电离和地球的电传导作用而遍及全球。
①在大气电场作用下,正离子向下运动,形成晴天大气传导电流,将大气中的正电荷输送给地球,同时地面的负电荷向上运动与向下运动的正电荷中和。
如果无相反的电荷输送,晴天大气电场就很快消失,但是实际上大气电场是稳定的。
这就说明大气中必定有一与晴天大气相反方向的电荷输送。
②在有云区,电场方向相反,当有雷电出现时,出现闪电电流、尖端电晕电流和降水电流。
16、雷暴云的起电机制感应起电机制主要包括:雨滴破碎、粒子碰撞、极化水滴的选择捕获。
在感应起电机制ρε=⋅∇E 0中,外部电场的感应下,引起降水粒子的电极化,(极化强度取决于所涉及粒子的介电常数),从而出现分离的电荷中心。
在晴天电场下,电场方向自上而下。
在垂直电场中下落的降水粒子被极化后,上部带负电荷,下部带正电荷。
同这些较大的降水粒子相碰撞后的小冰晶或小水滴就获得正电荷,随上升气流向上,从而发生了电荷的转移过程,使得云粒子带正电荷、降水粒子带负电荷。
非感应起电包括:积雨云的温差起电机制、热带对流云起电机制、粒子碰撞起电与降水物粒子破碎起电17、流光的发展过程正流光的发展:受光电离的作用,流光头部附近存在众多的自由电子。
在流光头部强电场的作用下,以这些电子为起点,将出现大量的向着流光头部发展的电子雪崩。
电子雪崩的头部很快与流光头部汇集在一起。
由于正流光头部带正电,而电子雪崩头部带负电,中和后正电荷汇集在一起形成正流光新头部。
正流光就是以这样的形式向前传播的。
负流光的发展:18、人工引雷及其主要的研究价值人工引雷指的是在雷暴电环境下利用一定的装置和设施,人为在某一指定地点触发的闪电。
火箭-导线人工引雷技术、空中引发雷电技术。
通过对人工引雷的研究可以解决以下很多方面的问题,它们分别是:雷电的发生机理;伴生的声、光、电、磁效应;危害机理和防护技术等。
* 进行雷电物理的研究* 用于国防建设,作为核爆炸电磁脉冲的模拟源* 用于对防雷技术和设备的检验* 在人工影响天气方面有应用前景19、雷击危害的种类雷电的作用主要分为:直击雷——雷直接击在建筑物和设备上而发生的机械效应和热效应。
感应雷——雷电流产生的电磁效应和静电效应。
直击雷危害:瞬时电流高达几万安培,除电效应外,还有热效应导致火灾,熔化物体,使闪电通道膨胀,水分汽化,又造成机械作用。
感应雷危害:雷电感应危害;雷电反击危害感应雷危害:不在雷电放电通道上,而是在雷电放电过程中产生的瞬时地电位高压、或电磁感应过电压而造成的其他危害雷电反击危害:雷电落地点由于巨大的电流使得地电位升高,从而使接地的设备外壳与附近的导电部分之间产生高电压,达到一定的值就会产生反击放电,给设备或人身造成危害20、雷击危害的防护措施建筑防雷系统:接闪器(避雷针、避雷带、避雷网)、引下线、接地装置(垂直埋设的接地体、水平接地体和联接条、人工接地体)(1)防直击雷采用避雷针,避雷带或避雷网。