淺談閃電

生活科學趣談

在下則影片中,一架等候起飛的波音737-900R在亞特蘭大機場被雷擊中,幸好機上所有乘客與機組人員均平安無事

落雷時躲在汽車內是安全的,這是因為金屬具有電場屏蔽效應,因此可視為法拉第籠

登山時若烏雲密布並伴隨雷聲時,就應儘速離開高處;在平地則應迅速躲進建築物(ex.騎樓);倘若身處空曠地區無處可躲時(ex.高爾夫球場),上則影片的建議是「雙腳併攏採低姿勢蹲下」,因為這樣能減少跨步電壓

躲在樹下則十分危險,由於電流的熱效應會將樹汁汽化,所炸飛的樹木纖維非常尖銳,人也容易被雷擊中

也不可待在水中,以免成為容易導電的雷擊目標

最後來認識一下發生在地面附近的二種閃電形式:

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一、向下分支的雲對地閃電
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這是最常見的型態,因為積雨雲會在雲底蓄積負電荷,這是「萊納德效應 Lenard effect」所造成(註:閃電機制中的一種解釋)。因為從研究瀑布得知,當瀑布掉落的水在撞擊空氣後,因為摩擦起電,破碎的水滴攜帶正電荷,而空氣則攜帶負電荷。至於對流旺盛的上升氣流,因為將潮濕的空氣推向上方時,其中的水氣會因絕熱膨脹而冷凝成小水滴,這種小水滴就會隨著上升氣流被推向雲頂。基於靜電感應的機制,雲底蓄積的負電荷會將地面感應形成正電荷。雲底所累積的負電荷則因同性相斥,負電荷會逐漸向下伸展。上圖從屋頂與樹底在落雷之前的向上正電閃流,則是導引雷電的機制(ex.避雷針),從屋頂或樹梢向上流動的正電荷一旦與向下流動的負電荷連接,強大的電流於是開始流動而形成閃電,至於我們所看見閃電時的閃爍現象,則是電荷循著同一路徑迅速的重覆放電。下列這張怒髮衝冠的照片所顯示的意義是 → 頭頂上方雲層正蓄積著大量的電荷,雷電隨時就要打下來了!
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二、向上分支的地對雲閃電
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這種來自地面的尖端放電現象就是前面所提的向上閃流,此種型態比較罕見,通常發生在非常高層的建築頂部或是通訊電塔處

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