用高速摄像机拍摄的图像显示了几个避雷针​​试图连接到向下放电。图片来源：Diego Rhamon/INPE

该图像出现在 2022 年 12 月 28 日出版的《地球物理研究快报》(GRL)的封面上，该刊刊登了一篇以萨巴为第一作者的文章。

 

“这张照片是在圣若泽杜斯坎普斯 [圣保罗州] 的一个夏夜拍摄的，当时带负电的闪电正以每秒 370 公里的速度接近地面。当它距离地面几十米时，避雷针和附近建筑物顶部的高大物体产生正向向上放电，竞争连接到向下的雷电。连接之前的最终图像是在闪电击中其中一栋建筑物之前的千分之 25 秒获得的，”Saba 说。

 

他使用每秒拍摄 40,000 帧的相机。当视频以慢动作播放时，它显示了雷电放电的行为以及如果保护系统安装不当会有多危险：虽然附近有 30 多根避雷针，但雷击并未与它们相连但到其中一栋建筑物顶部的烟囱。“安装中的一个缺陷使该区域没有受到保护。30,000 安培放电的影响造成了巨大的破坏，”他说。

 

平均而言，所有雷击中有 20%涉及云层和地面之间的放电交换。其他 80% 发生在云层内。几乎所有接触土壤的雷击都是云对地放电。向上的冲击也会发生，但很少见，并且开始于高山、摩天大楼、塔和天线等高大建筑物的顶部。根据转移到地面的电荷，雷击也可以分为负电或正电。

 

“雷击距离可达 100 公里，传输电流高达 30,000 安培，相当于 30,000 个 100 瓦灯泡同时使用的电流。在某些情况下，电流可达 300,000 安培。典型雷击的温度是 30,000°C，是太阳表面温度的五倍，”Saba 说。

 

 

他解释说，这一切都始于云电气化。人们对该机制知之甚少，但基本上涉及冰粒、水滴和冰雹之间的摩擦，释放电荷并在不同云区之间产生极性，电势差从 1 亿伏特到 10 亿伏特不等。

 

“请记住，暴风云是巨大的结构。底部距离地面 2 公里至 3 公里，顶部高度可达 20 公里，直径可达 10 公里至 20 公里，”他说。

 

当电荷寻找阻力最小的路径而不是最短路径（直线）时，闪电会分叉。阻力最小的路径，通常是锯齿形，由大气的不同电气特性决定，它是不均匀的。“由多次放电组成的雷击可持续长达 2 秒。然而，每次放电仅持续几分之一毫秒，”萨巴说。

 

他补充说，避雷针既不会吸引也不会排斥雷击。他们也不会像过去所相信的那样“排放”云层。它们只是为闪电提供了一条简单而安全的接地路径。

 

因为依靠避雷针的保护并不总是可行的，而且大多数大气放电发生在夏季的热带地区，因此值得考虑 Saba 的建议。“下午的暴风雨比早上更频繁，所以夏天下午的户外活动要小心。如果听到雷声，就找个地方躲避，但千万不要躲在树下或电线杆下，也不要躲在摇摇晃晃的屋顶下，”他说。

 

“如果找不到安全的避难所，就留在车里，等暴风雨过去。如果没有汽车或其他避难所，就双脚并拢蹲下。不要直立或平躺.在室内，避免接触电器和固定电话。

 

被雷击中是有可能活下来的，这样的例子很多。如果此人迅速得到护理，则几率会增加。“心脏骤停是唯一的死亡原因。在这种情况下，心肺复苏是推荐的治疗方法，”萨巴说。

 

Saba 于 2003 年开始使用高速摄像机系统地研究闪电，此后建立了一个高速拍摄的闪电视频集，该视频集已成为世界上最大的视频集。

编辑：澜澜

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