夏日到来，你又遇到电闪雷鸣的日子。
雷电，这一雄伟壮观又令人生畏的自然现象曾让郭沫若发出呼喊：“让那赤条条的火滚动起来,像这风一样,像那海一样,滚动起来,把一切的有形,一切的污秽,烧毁了吧!烧毁了吧！” 古代诗人陆游也曾感叹“雷车驾雨龙尽起，电行半空如狂矢”。而从古至今，科研人员对于雷电机理、应用等的研究未曾停歇。
今天，渣渣郑同学将带你重新认识雷电现象。
城市里的雷电现象
1. 雷电是如何产生的？
简单说来，雷电是一种强烈的气体放电过程，这一过程往往伴随着闪电和雷鸣等显著现象。处于正常状态并且隔绝各种外电离因素的气体是不导电的，但空气中总会有来自空间的各种辐射，存在少量带电质点，当间隙上的电压达到一定数值后，流过间隙的电流剧增，即发生气体放电。雷闪是雷云中积累了大量的电荷并形成正负两种极性而在大气中引起放电。
雷云是如何获得电荷，又怎样将同号电荷聚集到一起而与异号电荷分离的呢？这个问题其实还没有确切的答案。因此下面只讲某些得到相对肯定的认识。
目前认为，雷云电荷局限在大量的分散的水性质点上，就像水滴、冰粒一样，而不同的水性质点在强烈的气流和地球引力场的作用下具有不同的空气动力学特性，导致它们分离。当异号电荷在雷云的不同位置聚集，产生了电场，而电场的极化作用又会促进雷云的荷电过程，如此不断加强作用，便在雷云中形成了两个大的电荷中心。
雷云与大地之间具备了足够的电场强度，便会发生下行雷的先导——主放电——余光，以及后续的重复过程。先导就是先行的勇士，他将雷云和大地之间的气隙打通，然后长矛换短刀，当下行先导与大地短接，主放电就发生了。主放电就是这场大戏的主角了，演出自然是被推向高潮。主放电时，通道发生突发的亮光，发出巨大的雷响，雷电通道流过强大的脉冲电流。主放电过程后是模糊发光的余光放电。当然，不是一次放电就结束了。每次雷电过程包括上述过程的不断重复，可以说是“高潮迭起”了。
雷电动态图
2. 雷电有啥危害？
上面提到了雷电过程中产生强大的脉冲电流，因此会有强烈的电动力作用，而余光阶段流过时间较长的电流则会造成显著的雷电热效应。
雷电的危害一般分为两类：一是雷直接击在建筑物上发生热效应作用和电动力作用；二是雷电的二次作用，即雷电流产生的静电感应和电磁感应。雷电的具体危害表现如下：
雷电流高压效应会产生高达数万伏甚至数十万伏的冲击电压，如此巨大的电压瞬间冲击电气设备，足以击穿绝缘使设备发生短路，导致燃烧、爆炸等直接灾害。 雷电会放出几十至上千安的强大电流，并产生大量热能，在雷击点的热量会很高，可导致金属熔化，引发火灾和爆炸。 雷电流机械效应主要表现为被雷击物体发生爆炸、扭曲、崩溃、撕裂等现象导致财产损失和人员伤亡。
雷电流静电感应可使被击物导体感生出与雷电性质相反的大量电荷，当雷电消失来不及流散时，即会产生很高电压发生放电现象从而导致火灾。 雷电流电磁感应会在雷击点周围产生强大的交变电磁场，其感生出的电流可引起变电器局部过热而导致火灾。 雷电波的侵入和防雷装置上的高电压对建筑物的反击作用也会引起配电装置或电气线路断路而燃烧导致火灾。
3. 雷电如何防护？
雷电作为一种强烈的自然力的爆发是难以制止的。因此人们主要设法躲避和限制它的破坏作用，即采取防雷保护措施。
防雷保护的基本措施就是设置避雷针、避雷线、避雷器和接地装置。大家最熟悉的应该是避雷针了。它明显高于其他物体，当雷云先导放电临近地面时首先击中避雷针，从而保护其他物体免遭雷击。所以说避雷针是造雷劈的，它为受保护的建筑避雷，“牺牲一个，幸福大家”。
尽管你不知道，这些避雷设施在保护着你。建筑物的楼顶按照要求都会安装避雷针和避雷带和引下线等。而避雷带应该高于女儿墙。第一次外出检测的时候，我就很好奇，楼顶高出来的这一小部分为什么叫做女儿墙呢？相传，一个古代的砌匠，忙于工作，不得不把年幼的女儿带在左右，一日在屋顶砌筑时，小女不慎坠屋身亡。匠人伤心欲绝，为了防止悲剧再次发生，之后就在屋顶砌筑一圈矮墙，后来人们就起名“女儿墙”。女儿墙的作用是保护人员的安全，同时它应在避雷带的保护范围内，从而保障楼宇的安全。
楼宇顶部的女儿墙
尽管人们尚未完全弄清楚雷电的发展过程与作用机理，但雷电蕴含的巨大能量诱惑着人们想方设法加以利用和改造。部分国家的科研人员对雷电能量存储及利用进行过研究。
大自然有着它自己的法则，我们人类作为地球上的生灵，不断探索自然、征服自然、改造自然。也许这使得自然渐渐失去了原本的模样，但那些未被征服的告诉我们，这大自然永远值得敬畏。
雷电动画示意
（图片来自网络）
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