據有關媒體報道,近日在秘魯胡寧省萬卡約市的一場足球比賽中,發生了一件讓人感到非常痛心的事,比賽正在進行時,突然遭遇了雷暴天氣,當裁判叫停比賽、雙方運動員正準備下場時,悲劇卻發生了,只見一道閃電從天而降,直接擊中球場,距離閃電非常近的多名球員瞬間倒地,結果造成了1人經搶救無效死亡、多員球員受傷的慘劇。
閃電為什么會擊中地面?
閃電是大氣中的一種自然現象,通常發生在雷暴天氣中,涉及云層內部或云層與地面之間的強烈靜電放電。如果要分析為什么閃電會擊中地面,我們需要從氣象學和物理學的角度來深入探討幾個關鍵因素:
電荷分離與積累:在雷暴系統中,云層內部的水滴和冰晶在上升和下降過程中,由于與空氣中的氣溶膠顆粒和其他水滴的碰撞,會發生電荷分離。
通常,正電荷集中在云層的上部,而負電荷則集中在云層的下部。當地面的某個物體(如大樹、高建筑物或本案例中的足球場)因摩擦、接觸或感應等原因積累了與云層下部相反的電荷(即正電荷)時,就形成了一個強烈的電場。
電場強度與放電條件:隨著云層電荷的積累,云層和地面之間的電場強度逐漸增強。當電場強度達到空氣的擊穿強度(即空氣的介電強度被超過)時,空氣分子將被電離,形成導電通道,允許電荷快速流動,即發生閃電。
地面上的高聳物體(如山峰、高樓、樹木等)由于其尖端效應,更容易在強電場中積累電荷并引發放電。在本案例中,足球場可能因其開闊地形和球員活動導致的局部電荷分布不均,成為閃電的潛在目標。
導電通道的形成:一旦電場強度足夠高,空氣電離產生的導電通道將允許云層中的電荷迅速流向地面(或反之),形成可見的閃電。這個過程中,電荷的流動伴隨著極高的電流和能量釋放,可能導致周圍物體的損壞和人員傷亡。
環境因素:地面濕度、土壤電阻率、地形地貌等因素也會影響閃電的發生和路徑選擇。濕潤的土壤和水分含量高的空氣通常具有更好的導電性,可能增加閃電擊中地面的概率。在本案例中,雷暴天氣、足球場的開闊地形以及球員活動可能共同促進了電荷的積累和放電條件的形成。
哪些地面因素會增加閃電擊中的概率?
一些地質條件、地形條件、地面設施與物體以及氣象條件與人為因素等多方面因素,會共同影響著閃電擊中地面的概率。
地質條件:土壤電阻率是衡量土壤導電性能的一個重要指標。土壤電阻率較小的地方,電荷容易聚集,因此容易成為閃電的目標。具體來說,電阻率突變處和地下有導電礦藏處容易受雷擊。這是因為土壤中的先導電流會沿著電阻率較小的路徑流通,為雷電流提供低阻抗通路。
此外,地質斷層、巖石與土壤的交界處等地形變化處,由于土壤電阻率的差異,也容易成為閃電的擊中點。
地形條件:地面上的高聳物體,如山峰、高樓、樹木等,由于其尖端效應,更容易在強電場中積累電荷,從而增加被閃電擊中的概率。這些物體相當于地面的“避雷針”,會吸引云層中的電荷。
同時,山谷走向與風向一致的風口或順風的河谷,以及面對廣闊水域的山岳陽坡或迎風坡等地形,也容易受到雷擊。這些地形特征可能促進了電荷的積累和放電條件的形成。
地面設施與物體:金屬結構的建筑物、金屬屋頂、金屬構架等,由于其良好的導電性能,容易積累電荷并吸引閃電。在曠野中孤立的建筑物、樹木等,由于其相對突出的位置,也容易受到雷擊。此外,地面上的導電物體,如電線、金屬管道等,也可能成為閃電的放電通道。
氣象條件與人為因素:地面的濕度和溫度也會影響閃電的發生。濕潤的土壤和水分含量高的空氣通常具有更好的導電性,可能增加閃電擊中地面的概率。此外,人類的一些活動,如建筑施工、樹木砍伐等,可能改變地面的電荷分布和導電性能,從而影響閃電的擊中概率。
閃電擊中身體前都有哪些前兆?
當閃電即將擊中身體前,通常會出現一系列明顯的征兆,比如:
頭發豎起與電荷感應:在閃電即將擊中身體前,由于大氣電場的影響,人體周圍的電荷分布會發生變化。特別是當頭頂有烏云,其中有閃電,還能聽到雷聲時,人體的頭發可能會因為電荷的感應而豎起。這是因為電荷在人體表面重新分布,導致頭發帶上了與云層相反的電荷,從而產生靜電效應。
皮膚感覺異常:在閃電接近時,一些人可能會感到皮膚有輕微的刺痛感或瘙癢感。這是由于電荷在皮膚表面的積累,以及電場對皮膚神經末梢的刺激所引起的。此外,有些人還可能會感到心跳加速、呼吸急促等生理反應。
電磁場變化:隨著閃電的接近,人體周圍的電磁場也會發生變化。這可能會導致一些電子設備(如手表、手機等)出現干擾或失靈的現象。雖然這種現象并不總是發生,但它可以作為閃電即將擊中身體的一個潛在征兆。
視覺與聽覺預兆:在閃電即將擊中之前,人們可能會看到閃電的先導放電過程,即云層與地面之間出現的微弱光亮。同時,隨著電荷的積累和放電過程的進行,雷聲也會逐漸增強和變得更加清晰。這些視覺和聽覺的預兆可以幫助人們判斷閃電的接近程度。
這些征兆雖然不一定總是出現,但它們的存在可以提醒人們及時采取避險措施,以減少被閃電擊中的風險。因此,在雷暴天氣中,應盡量避免在開闊地帶、高大物體附近或具有上述地面特征的地方停留,以減少被閃電擊中的風險。同時,在雷暴天氣中,我們應該密切關注周圍環境的變化以及身體的異常反應,并及時采取適當的防護措施來保護自己。
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