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地(dì)閃的(de)種類——避雷針

人氣:5074發表時間:2018-06-22

  以上所述的(de)地(dì)閃隻是一(yī)種最典型的(de)情況, 實際上地(dì)閃還有(yǒu)很名種,它們(men)的(de)特性差别很大。為(wèi)了說明其他地(dì)閃的(de)情況,現以雷雲作為(wèi)參照标準,雷電流自(zì)雷雲流向地(dì)面的(de)方向為(wèi)正,這樣的(de)地(dì)閃也就稱之為(wèi)正地(dì)閃或正雷了。根據這些考慮,可(kě)以把地(dì)閃分為(wèi)如(rú)圖1.24所示的(de)八種。1975年(nián),貝格爾(K Begr)将其分類給以标記,凡無回擊的(de)閃電記為(wèi)a,而有(yǒu)回擊的(de)閃電記為(wèi)b。


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   la型是發生在沒有(yǒu)極高(gāo)建築物的(de)開闊地(dì)區的(de)主要情況。閃電放電始于從雲中負電荷發展的(de)向下先導。先導管負電,雷電流亦為(wèi)負,先導不落地(dì),沒有(yǒu)回擊,這實質上是一(yī)種雲閃。


  1b型起最常見的(de)閃電,前面介紹的(de)種種情況就是這種類型的(de)閃電。它通常都發生在沒有(yǒu)超高(gāo)層建較物的(de)開闊地(dì)帶。當向下負先導落地(dì)時,産生向上活動極快的(de)回擊。回擊使先導和(hé)雲中的(de)部分電荷洩放到大地(dì)。由于雷電流為(wèi)負,故常稱這種類型的(de)風電為(wèi)“下行(xíng)負雷。


  2a型閃電放電始于高(gāo)聳的(de)接地(dì)物,如(rú)尖塔、山頂、超高(gāo)層建築物等,然後發展為(wèi)向上先導。先導帶正電,高(gāo)聳物頂為(wèi)陽極,流人大地(dì)的(de)電荷為(wèi)負,因而雷電流亦為(wèi)負。


  2b型閃電放電大多數發生在超高(gāo)層建築物上,開始階段與2a型閃電放電相同,然後出現回擊,但每次閃擊又與1b型閃電放電同,包括先導和(hé)回擊。由于雷電流為(wèi)正,故稱之為(wèi)“上行(xíng)負雷。”


  3a型閃電放電相當于1a型,隻是雲中帶正電,先導帶正電,雷電流也為(wèi)正。先導不落地(dì),沒有(yǒu)回擊,這實質上也是一(yī)種雲閃。

  3b版型電放電發生在山區,一(yī)般極為(wèi)罕見。 向下先導落地(dì)時引起向上正回擊,并洩放先導和(hé)雲中的(de)部分正電荷。由于雷電流為(wèi)正,故又稱之為(wèi)“下行(xíng)正雷”。


  4a型閃電放電也始于高(gāo)聳的(de)接地(dì)物,然後發展為(wèi)向上先導。但先導帶負電,高(gāo)聳物質為(wèi)陰極,流人大地(dì)的(de)電荷為(wèi)正,因此雷電流也為(wèi)正。它的(de)放電持續時間相當長(cháng),常為(wèi)連續電流。


    4b型閃電放電開始與4a型相同,但向上先導後4-25us就産生一(yī)個極其強烈的(de)回擊。由于向上負先導以極長(cháng)的(de)“連接先導”伸長(cháng),直至與雲內(nèi)閃電會合,而正是這一(yī)-雲閃閃電産生的(de)瞬間電場才引發向上先導。待雲內(nèi)電荷都連通,然後就産生一(yī)個非常強烈的(de)回擊放電,故通常是巨雷。-般常稱之為(wèi)“上行(xíng)正雷”。


    縱觀以上所述,真正的(de)地(dì)閃隻有(yǒu)六種,其中以下行(xíng)負雷最為(wèi)常見,正雷很少,但上行(xíng)正雷卻很強烈,破壞性十分巨大。上行(xíng)雷與下行(xíng)雷的(de)差别主要在于發出上行(xíng)先導的(de)大地(dì)與雷雲不同。大地(dì)作為(wèi)導體,雷雲在大地(dì)感應出的(de)電荷可(kě)以自(zì)由流動,它們(men)随着電場分布的(de)變化,可(kě)以迅速集中到某點,他夠提供尼夠多的(de)電荷。此外,上行(xíng)雷的(de)主放電是與上行(xíng)先導統-的(de),它通過上行(xíng)先導前端的(de)許多分支擊穿來中和(hé)雲內(nèi)分布的(de)電荷,因此上行(xíng)雷的(de)電流波形是與下行(xíng)雷的(de)電流波形不同的(de)。


一(yī)般說來,一(yī)定狀況的(de)雷雲在地(dì)面處的(de)大氣電場強度E0是确定的(de),而地(dì)面建築物頂端處的(de)電場強度Ea,則是随着建築物高(gāo)度h的(de)增加而遞增的(de),因此建築物越高(gāo)也就越可(kě)能發生上行(xíng)雷。埃裡克森(A.j.Eriksson)總結了各國(guó)對上行(xíng)雷的(de)觀測數據後,提出了上行(xíng)雷占總雷擊次數的(de)比例Pu與建築物高(gāo)度h之間有(yǒu)如(rú)下的(de)關系


                     Pu=68.2Inh-315.5
   由此可(kě)知,建築物高(gāo)度在100m以下時,發生上行(xíng)雷的(de)比列接近于零

 與此相反,表1.2列出了可(kě)能發生上行(xíng)雷的(de)條件,它說明随着建築物高(gāo)度h的(de)增加,發生上行(xíng)雷所需的(de)地(dì)面處大氣強度E0迅速降低(dī),因此從200m以上的(de)建築物可(kě)以觀測到相當多的(de)上行(xíng)雷了。


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