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雷电是在雷暴天气条件下发生的伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又令人生畏的放电现象。雷电产生于对流发展旺盛的积雨云中，常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹或龙卷。

雷电是怎样产生的？

产生雷电的条件是雷雨云中有雷击并形成极性。科学家们对雷雨云的带电机制及电荷有规律分布进行了大量的观测和试验，积累了许多资料，并提出各种各样的解释，但有些论点至今还有争论。

对流云初始阶段的“离子流”假说

大气中存在着大量的正离子和负离子，在云中的雨滴上，电荷分布是不均匀的，最外边的分子带负电，里层的带正电，内层比外层的电势差约高0.25V。为了平衡这个电势差，水滴就必须优先吸收大气中的负离子，这就使水滴逐渐带上了负电荷。当对流发展开始时，较轻的正离子逐渐被上升的气流带到云的上部；而带负电的云滴因为比较重，就留在了下部，造成了正负电荷的分离。

冷云的电荷积累

当对流发展到一定阶段，云体升入0℃层以上的高度后，云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。这种由不同相态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云，叫冷云。冷云的电荷形成和积累过程有如下几种：

①过冷水滴在霰粒上撞冻起电

在云层中有许多水滴在温度低于0℃时也不会冻结，这种水滴叫过冷水滴。过冷水滴是不稳定的，只要它们被轻轻地震动一下，就马上冻结成冰粒。当过冷水滴与霰粒碰撞时，会立即冻结，这叫撞冻。当发生撞冻时，过冷水滴外部立即冻成冰壳，但它的内部仍暂时保持着液态，并且由于外部冻结释放的潜热传到内部，其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳高。温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带上正电，内部带上负电。当内部也发生冻结时，云滴就膨胀分裂，外表皮破裂成许多带正电的冰屑，随气流飞到云层上部，带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上，使霰粒带负电并留在云层的中下部。

②冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电

霰粒是由冻结水滴组成的，成白色或乳白色，结构比较松脆。由于经常有冷水滴与它撞冻并释放潜热，它的温度一般比冰晶高。在冰晶中含有一定量的自由离子（OH-和H+），离子数随温度升高而增多。由于霰粒与冰晶接触部分存在着温度差，高温端的自由离子必然要多于低温端，因而离子必然从高温端向低温端迁移。离子迁移时，带正电的氢离子速度较快，而带负电的较重的氢氧根离子则较慢。因此，在一定时间内就出现了冷端氢离子过剩的现象，造成了高温端为负，低温端为正的电极化。当冰晶与霰粒接触后，又分离时，温度较高的霰粒就带上了负电，而温度较低的冰晶就带上了正电。在重力和上升气流的作用下，较轻的带正电的冰晶集中到云的上部，较重的带负电的霰粒则停留在云层的下部，因而造成了冷云的上部带正电而下部带负电。

③水滴因含有稀薄盐分而起电

除了上述冷云的两种起电机制外，还有人提出了由于大气中水滴含有稀薄盐分而产生起电机制。当云滴冻结时，冰的晶格中可以容纳负的氯离子，却排斥正的钠离子。因此，水滴冻结的部分带负电，而未冻结的部分带正电（水滴冻结时是从里向外进行的）。由于水滴冻结而成的霰粒在下落的过程中，摔掉表面还未来得及冻结的水分，形成许多带正电的小云滴，而冻结的核心部分则带负电。由于重力和气流的分选作用，带正电的小水滴被带到云的上部，而带负电的霰粒则停留在云的中、下部。

暖云的电荷积累

在热带地区，有一些云整个云体都位于0℃以上区域。因而只含有水滴而没有固态水粒子。这种云叫暖云或水云。暖云也会出现雷电现象。在中纬度地区的雷暴云，云体位于0℃等温线以下的部分，就是云的暖区。在云的暖区里也有起电过程发生。

在雷雨云的发展过程中，上述机制在不同的发展阶段分别起作用。但是，最主要的带电机制还是由于水滴冻结造成的。大量观测事实表明，只有当云顶呈现纤维状丝缕结构时，云发展成为雷雨云。飞机观测发现，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒为主的大量云粒子，而且大量电荷的积累即雷雨云带电机制，必须依靠霰粒生长过程的碰撞、撞冻和摩擦等才能发生。

雷电的危害

长期以来，雷电一直以直击雷的形式给人类及地球上的生物以及人类文明带来灾难性的打击。雷电灾害已被联合国有关部门列为最严重的十种自然灾害之一，被中国电工委员会称为“电子时代的一大公害”。

雷电产生的高温、猛烈的冲击波以及强烈的电磁辐射等物理效应，使其能在瞬间产生巨大的破坏作用。常常会造成人员伤亡，击毁建筑物、供配电系统、通信设备、引起森林火灾，造成计算机信息系统中断、仓储、炼油厂、油田等燃烧甚至爆炸，危害人民财产和人身安全，对航空航天等运载工具也威胁很大。

据统计，闪电的受害者有三分之二以上是在户外受到袭击。他们每三个人中有两个幸存。在闪电击死的人中，85%是男性，年龄大都在10岁至35岁之间。死者以在树下避雷雨的最多。

中国是一个多自然灾害的国家，跟地理位置有着不可分割的关系，雷电灾害在中国也时有发生，最为严重的是广东省南部地区，东莞、深圳、惠州一带的雷电自然灾害已经达到世界之最。

夏季是雷雨的高发季节，室外遇雷雨怎么办？躲在室内，就一定安全吗？在夏天雷雨高发的季节，如何防雷呢？

第一：室内防雷

通常雷电侵入室内有3条主要途径：一是从电源线入侵；二是从信号线(如通讯线路、电视天线、计算机网络)入侵；三是雷击大地形成的反击。因此，建筑物上的避雷针只能解决建筑物本身的防雷问题，而无法使接通电源的各种电器，尤其具有信号接收功能的电视机、电话机、电脑等免受雷击。所以，在雷雨天，人们应特别重视电器设备的防雷，否则，极有可能给家庭造成不必要的损失。具体地说，夏季室内防雷应注意做好以下几点：

1、雷电交加时，勿打手机或有线电话，应在雷电过后再拨打，以防雷电波沿通信信号入侵，造成人员伤亡。在室内时，切断暂时可以不用的电器设备，不要靠近炉子等带金属的部位，也不要赤脚站在泥地或水泥地上。

2、发生雷电时，应关闭电视机、电脑，更不能使用电视机的室外天线，若雷电一旦击中电视天线，雷电就会沿着电缆线传入室内，威胁电器和人身安全。

3、打雷时，不要开窗户，不要把头或手伸出户外，更不要用手触摸窗户的金属架，以防受到雷击。

4、尽可能地关闭各类家用电器，并拔掉电源插头，以防雷电从电源线入侵，造成火灾或人员触电伤亡。

第二：室外防雷

天空突然阴暗，并伴有闪电时，应尽快躲到有遮蔽的安全地方，装有避雷针的建筑物，或有金属顶的各种车辆，都可以作为避雷场所，如果衣服淋湿，不要靠近潮湿的墙壁。如果在野外遇到雷雨，千万别站在孤立的高楼、电杆、烟囱、房角房檐、大树、高塔、广告牌下躲雨，不要在小型无防雷设施的建筑物、车库、车棚、铁栅栏、金属晒衣绳、架空金属体以及铁路轨道附近停留。不要在河里游泳或划船。

雷雨时，不要骑自行车、摩托车或开拖拉机，不要把带金属的东西扛在肩上。遇到雷电时，不要几个人拥挤成堆，人与人不要相互接触，以防电流互相传导。不要在户外打手机。

第三：车中防雷

天空电闪雷鸣，你正在驾驶车辆应该怎么办？首先，不要将车停在空旷的空地或是高地上，或是树下、高大的烟囱下，这样容易引雷。其次，不要忘记收回汽车天线，并切记关掉发动机引擎和收音机等设备。第三，不要轻易下车，并关好车门车窗。

第四：雷击的现场急救

做人工呼吸和胸外心脏按压等可以急救。如找不到合适的避雷场所时，应采用尽量降低重心和减少人体与地面的接触面积，可蹲下，双脚并拢，手放膝上，身向前屈，如披上雨衣，防雷效果更好。

8月11日，北京市气象部门预报显示，京津冀地区于12日将有一次区域性强降雨天气过程，大部分地区将出现大到暴雨，局地有大暴雨，为今年入汛以来最强降雨过程。

北京市规划自然资源委和市气象局8月11日20时联合发布地质灾害气象风险黄色预警。未来48小时，北京市山区发生泥石流、崩塌、滑坡等地质灾害的风险较高，请注意防范。

来源：中国气象局气象科普苑

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