暴虐的“精靈”
雷電是地球上最常見的天氣現(xiàn)象，如果從地球外觀測(cè)地球的云層，會(huì)看到有些云的區(qū)域會(huì)因閃電而發(fā)生明暗起伏現(xiàn)象，與之相關(guān)的周邊地區(qū)也會(huì)隨之明暗交替，事實(shí)上地球上全球每天發(fā)生約5萬次雷雨，平均每秒鐘發(fā)生4000次雷電，其中有100次左右的落雷（雷擊）。
2014年大名鼎鼎的《Science》發(fā)表文章表明，當(dāng)全球溫度增加時(shí)，閃電的頻次也會(huì)增加，具體而言，全球平均溫度每升高1攝氏度，閃電的頻次增加12 ± 5%，以此估計(jì)，到本世紀(jì)末，如果溫度增加約4攝氏度（RCP85情形），則全球的閃電頻次增加約50%。
全球閃電頻率分布圖（數(shù)據(jù)單位:次/平方公里/年），閃電主要發(fā)生在陸地上，其中非洲中部的剛果是全球閃電次數(shù)最多的地區(qū)，而南北極幾乎沒有閃電，全球大洋上的累閃電頻次也比較低，數(shù)據(jù)來自于美國(guó)國(guó)家航空航天局閃電探測(cè)儀（https://visibleearth.nasa.gov）
全球雷電主要發(fā)生在陸地上，多發(fā)地區(qū)為中非、亞馬遜流域、南美中央地區(qū)、東南亞、北美東部等，其中非洲中部的剛果是全球閃電次數(shù)最多的地區(qū)，而南北極幾乎沒有閃電，全球大洋上的 閃電頻次也比較低。
全球閃電之最卻發(fā)生在委內(nèi)瑞拉馬拉開波湖的卡塔通博（Catatumbo）河口處，在這個(gè)地方一年平均有297天有閃電發(fā)生，閃電的頻次達(dá)到232次/平方公里/年，這是著名的卡塔通博閃電（Catatumbo Lightning）
著名的卡塔通博閃電（Catatumbo Lightning）
其他星球上也存在閃電，目前已經(jīng)在太陽系的其他行星，例如金星、木星、土星和天王星上觀察到了雷電現(xiàn)象。
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形成雷電的三大要素
1）溫差
2）上升氣流
3）云內(nèi)的摩擦
雷電的形成過程一般伴隨著對(duì)流性積雨云的產(chǎn)生，當(dāng)?shù)孛媸軣崤蛎浿?，或者因?yàn)榄h(huán)流作用，產(chǎn)生較強(qiáng)的上升氣流，空氣在上升過程中膨脹凝結(jié)，形成水滴、冰晶或者霰粒子等，當(dāng)水滴或者冰粒子增大到一定程度，會(huì)產(chǎn)生下降的雨、雪、霰、冰雹等，與上升氣流強(qiáng)烈摩擦，從而產(chǎn)生電荷分離，一般冰晶帶正電荷，霰粒子等帶負(fù)電荷，較輕的冰晶被搬運(yùn)到云的上部，從而使得云的上部分布著正電荷，而云的低層則是帶負(fù)電的霰粒子。
雷雨云內(nèi)的電荷分布，一般云頂帶正電，而云的低層帶負(fù)電荷。
當(dāng)然以上是個(gè)理想模式，事實(shí)上，在積雨云發(fā)展中，氣流的分布比較復(fù)雜，會(huì)形成復(fù)雜多變的云內(nèi)電荷的分布。
在積雨云發(fā)展中，氣流的復(fù)雜分布會(huì)形成復(fù)雜的電荷分布
按照雷雨云產(chǎn)生閃電的位置，可以把閃電分為四種類型，分別為：1）云閃，發(fā)生在雷雨云內(nèi)部，閃電中的大部分都是云閃；2）地閃，發(fā)生在云與地面之間；3）云間閃，發(fā)生在云與云之間的閃電；4）云頂向上的放電，這種放電發(fā)生在雷雨云和高層大氣之間，最高可以到100公里，按照形態(tài)和分布，又可以分為藍(lán)色噴流、巨大噴流、紅色精靈和淘氣精靈等高層閃電。
按照放電路徑，還可以把閃電分為上行閃電和下行閃電，其中下行閃電是放電路徑是從雷雨云指向地面，而上行閃電則是從地面的高層建筑向上的放電路徑。在上行放電發(fā)生時(shí)，高層建筑附近由于靜電感應(yīng)，從而也會(huì)出現(xiàn)帶電（正電為主）區(qū)域，從而產(chǎn)生向上的放電。
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“瘦成一道閃電”
閃電發(fā)生時(shí)候，常常呈現(xiàn)為明亮的閃電通路，實(shí)際上，根據(jù)閃電發(fā)生時(shí)的電量密度、空氣密度以及電壓變化等，估算閃電包括非發(fā)光區(qū)域在內(nèi)的閃電約粗1~40米，但是觀測(cè)閃電的發(fā)光部分，判斷閃電發(fā)光部分的直徑約為3-23厘米，從地面上因?yàn)殚W電灼燒形成的坑洼直徑來看，閃電的能量集中區(qū)域不足5厘米，閃電的長(zhǎng)度變化比較大，從數(shù)百米到數(shù)千米，最長(zhǎng)的閃電甚至可以達(dá)到數(shù)百千米，這么長(zhǎng)，這么細(xì)，說“瘦成一道閃電”，那可真是夠瘦的。
當(dāng)雷電發(fā)生的時(shí)候，閃電的一部分能量會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線電波，沖破電離層，進(jìn)入到地球磁感線的軌道，傳輸?shù)搅硪粋€(gè)半球的上空，這種無線電波被稱為“哨聲波”，地球周圍的閃電哨聲可從不間斷。
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閃電的能量
發(fā)生落雷時(shí)，雷雨云與地面之間的電壓可以高達(dá)1×10^8伏，這樣強(qiáng)的電壓加速電子，可以使得電子產(chǎn)生1×10^8 eV的能量，在閃電的瞬間，可以把空氣溫度加熱到17000~30000度的高溫，這達(dá)到太陽表面溫度的3~5倍，極度的高熱量使沿途空氣劇烈膨脹，劇烈移動(dòng)的空氣形成轟隆的雷聲。
一次落雷的電功率可達(dá)10×10^9MW(兆瓦,1000千瓦)，比較下家里洗衣機(jī)和微波爐等也就大概1000W左右，但是雷電的持續(xù)時(shí)間非常短，以此來計(jì)算它的平均電功率總量（能量）大約為300 kW·h （度），300度電，可以供普通家庭用1~2個(gè)月，而一次雷雨過程的短短幾個(gè)小時(shí)里，閃電次數(shù)甚至可以達(dá)到5000次以上，雷電的能量之強(qiáng)可見一斑。
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雷擊
雷電直接從雷雨云指向地面，落雷的目標(biāo)不限于金屬物和高層建筑，還包括人、動(dòng)物、樹木、水泥、大地、河流、海岸等，并且與目標(biāo)物是否容易導(dǎo)電關(guān)系不大，這是因?yàn)槟繕?biāo)在雷雨云的電力作用下發(fā)生了靜電感應(yīng)，產(chǎn)生了感應(yīng)電荷，從而構(gòu)成了落雷電流。
一個(gè)地方雷擊的發(fā)生次數(shù)，可以做個(gè)簡(jiǎn)單的估計(jì)，大概為一年中雷雨天數(shù)的10%左右，假設(shè)某個(gè)地方每1平方公里年雷雨天數(shù)是30天，那么當(dāng)?shù)匕l(fā)生雷擊的次數(shù)便是3次左右，我國(guó)南方云南、廣西、廣州、貴州等地年雷雨天數(shù)基本為30天左右，所以這些地方產(chǎn)生每年3次左右的雷擊基本上是個(gè)常態(tài)，而華北等地每年雷雨天數(shù)在10-15天左右，所以平均每年都有一次雷擊，所以建筑防雷和戶外避雷是必須要考慮的事情。
帝國(guó)大廈是紐約著名的高層建筑，1931年5月建成的時(shí)候，樓高381米，1950年增加天線以后，高度達(dá)到433米，長(zhǎng)期占據(jù)世界高層建筑榜首，每年約有250萬游客訪問，有關(guān)人員對(duì)帝國(guó)大廈的落雷狀況進(jìn)行了14年的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)14年里帝國(guó)大廈總共落雷在300次以上，平均每年21.43次。美國(guó)另一項(xiàng)研究表明，年雷雨天數(shù)32天的地方，150米以上的建筑物發(fā)生落雷的比例接近90%，高度越高，落雷次數(shù)越多。另外一個(gè)高層建筑加拿大國(guó)家電視塔，塔高553米，建于1976年，每年光冬季的落雷次數(shù)就達(dá)到40次。
在雷擊發(fā)生時(shí)，無論是直擊還是感應(yīng)，都容易產(chǎn)生沿著電線傳播的過電壓或者過電流脈沖，這被稱作雷擊浪涌，會(huì)對(duì)電器有極大的破壞，燒毀設(shè)備，甚至釀成火災(zāi)，人若在這個(gè)時(shí)候接觸或靠近電器設(shè)備也會(huì)被擊傷、燒傷。
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如何避雷？
當(dāng)高空形成雷雨云時(shí)，雷雨云下方地面附近的導(dǎo)體或者絕緣體都會(huì)產(chǎn)生靜電，被這種靜電覆蓋的地方離雷雨云越近，該地方就容易產(chǎn)生落雷，如果人站在空曠的戶外，就有可能形成局地的最高點(diǎn)，成為雷擊的對(duì)象。
由于高大的建筑會(huì)成為雷擊的首要對(duì)象，因此要找到安全的避難所，例如車輛、建筑之內(nèi)，或者洞穴等可以避免直接遭受雷擊的地方。
如果在戶外遭遇雷雨天氣，盡量避開鐵塔、煙囪、電線桿等高大物體，不要靠近空曠地帶或山頂上的孤樹，不在孤立的棚子和小屋里避雨，這些地方都有可能形成局地高點(diǎn)，成為雷擊的對(duì)象。
避雷的核心
聽雷聲，人能夠聽見雷聲的范圍約為10公里，因此當(dāng)聽見雷聲的時(shí)候，就意味著雷雨云在距離頭頂1~10公里的范圍內(nèi)，哪怕是微弱的雷聲，也是危險(xiǎn)的信號(hào)，這時(shí)候應(yīng)該立刻轉(zhuǎn)移到安全的地方。
看烏云，如果厚厚的黑云在頭頂蔓延，說明雷雨云距離觀察點(diǎn)非常近了，頭頂正在聚集著雷電需要的電荷，不久就會(huì)有疾風(fēng)驟雨，有時(shí)候雷電還會(huì)在風(fēng)雨來臨前提前發(fā)生。
收音機(jī)，如果用中波或者短波收音機(jī)，聽到信號(hào)里“咔嚓咔嚓”的靈星噪聲，如果噪聲間隔時(shí)間變短，并且激烈且連續(xù)，那意味著雷正在接近。
登山，發(fā)現(xiàn)雷的前兆時(shí)，應(yīng)該遠(yuǎn)離山頂、山脊和巖地，尋找凹地，并將身體放平，等待時(shí)機(jī)，不要把雨傘、三腳架等金屬物體從身體凸出去。
戶外，保持距離大樹樹枝枝尖、樹葉葉尖2米以上，不靠近高樹林的邊緣、電線、旗桿的周圍和干草堆、帳篷等，不在鐵軌、長(zhǎng)金屬欄桿和其它龐大的金屬物體近旁
海岸和海上，如果在海邊游泳，看見有雷雨云形成的征兆，不要呆在開闊的水域和小船上，要立刻上岸到建筑物或者車內(nèi)躲避，建筑物是由鋼筋水泥構(gòu)造的為宜。
留意雷電預(yù)警等氣象信息，夏季的雷雨云多形成于下午到傍晚時(shí)段，如果登山計(jì)劃或其他戶外活動(dòng)，盡量安排在早晨出發(fā)，中午到達(dá)目的地。
被雷擊中的受傷者，常常會(huì)發(fā)生心臟停跳和呼吸停止，要立即組織現(xiàn)場(chǎng)搶救，利用“關(guān)鍵5分鐘”進(jìn)行心肺復(fù)蘇術(shù)及人工呼吸，并通知醫(yī)院進(jìn)行搶救。
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