近日,广东多地出现连续强降雨,局地出现特大暴雨极端天气。截至目前,广东已经发布暴雨预警信息70个。在连续强烈降雨的影响下,广东境内多条河流已经出现超警洪水,一些城市发生内涝,给当地居民生产生活带去了巨大困扰。

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据相关媒体报道以及民众反映,4月20日晚上19-20点这一个小时的时间里,广州市内的一个标志性建筑-广州塔竟然连续6次接闪,一些摄影摄像设备精准捕捉到了这一少见且壮观的景象。

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广州塔-“小蛮腰”

广州塔,又称广州新电视塔,昵称小蛮腰,位于广东省广州市海珠区赤岗塔附近,与珠江新城、花城广场、海心沙岛隔江相望。广州塔塔身主体高454米,天线桅杆高146米,总高度达到600米,是中国第一高塔,也是国家AAAA级旅游景区。

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广州塔不仅是一处观光景点,还是一个地标工程,具有多种功能。塔身168~334.4米处设有“蜘蛛侠栈道”,是世界最高最长的空中漫步云梯;422.8米处设有旋转餐厅,是世界最高的旋转餐厅;塔身顶部450~454米处设有摩天轮,是世界最高摩天轮;天线桅杆455~485米处设有“极速云霄”速降游乐项目,是世界最高的垂直速降游乐项目。

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此外,广州塔还有户外观景平台、2个观光大厅、悬空走廊、天梯、4D和3D动感影院、中西美食、会展设施、购物商场及科普展示厅等设施。

广州塔的设计独特,体型呈两头大中间细,形成“细腰”不对称的体型,这也是其昵称“小蛮腰”的由来。该塔于2005年奠基,2009年封顶并竣工,2010年9月30日正式对外开放。

闪电的能量有多大?

至于闪电的能量,这涉及到物理学中关于电能和磁场的复杂原理。据科学家的测量,一道闪电的电压大约在1亿伏特左右,电流大约在2万安培左右。

而一道闪电的时间,即我们所见到的光芒持续的时间,大约在0.1秒左右。将这些数值代入能量计算公式,可以得出一道闪电的能量大约在200兆焦耳(即200万千焦耳)。

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这意味着每道闪电都蕴含着巨大的能量,如果直接击中建筑物或人体,后果将不堪设想。

广州塔的防雷设计

广州塔在防闪电方面的设计和措施相当独特且高效,这主要得益于其先进的防雷系统和精心的设计考虑。否则,闪电的能量那么大,被闪电直接击中,对建筑物及其内部的人们来说,简直是灾难性的。

首先,广州塔采用了主动“接闪”的设计。这种设计并非被动地等待雷电的降临,而是主动吸引闪电,从而保护周边建筑免受雷击。这种主动引导雷电的装置被称为“引雷针”或“接闪杆”。

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引雷针安装在广州塔的顶部,当有雷电天气时,引雷针将起到“接闪”作用,主动吸引闪电击中。通过这样的设计,广州塔实际上成为了雷电的“安全通道”,将雷电能量导入地下,从而大大降低了周边建筑遭受雷击的风险。

第二,广州塔在防雷体系的建设上非常完善。广州市防雷设施检测所在为广州塔量身打造防雷保护体系时,充分考虑了塔内人员的安全需求。通过科学布局的接地系统与防护结构,引雷针引导的闪电能量被有效疏导,确保雷击过程中塔内人员不受任何影响。

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即使在雷电频发的季节,广州塔内部依然保持着宁静与祥和,游客可以安心欣赏窗外的雷电交响,体验别样的观景之旅。

第三,广州塔还建立了一套雷电预警系统。由于广州塔塔顶位置有户外游玩空间,这套预警系统用于监测广州塔附近雷暴云产生的大气电场,以及云间闪电和云对地闪电的发生情况。结合大气电场预警指标,系统会对广州塔塔顶户外游玩空间进行预警。

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当监测到雷电天气可能发生时,广州塔管理方将临时关闭户外游玩空间,组织游客进入室内观光大厅继续观光,并提醒游客及时调整行程,确保游客安全。

广州塔如何“接闪”?

广州塔进行“接闪”的过程实际上是一个精心设计的防雷系统的工作过程,它结合了建筑物自身的结构和专业的防雷设施,以主动吸引和引导雷电,从而保护建筑物及其周边区域的安全。

广州塔在设计阶段就充分考虑了防雷的需求。建筑师和工程师们根据广州地区的雷电活动特点和广州塔的建筑形态,制定了详细的防雷设计方案。其中,塔顶部的避雷针起到了至关重要的作用。避雷针是一种高耸的金属杆,通过其尖端效应,能够吸引并接收雷电产生的电荷。当雷电接近时,避雷针将雷电电流吸引并引导到地面,避免电流通过建筑物的主要结构造成损害。

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除了避雷针外,广州塔还利用了其自身的金属结构进行“接闪”。广州塔的建筑结构中含有大量的金属构件,这些金属构件具有良好的导电性能。在雷电天气中,这些金属构件与避雷针一起,形成了一个完整的导电网络,能够将雷电电流迅速导入地下。

同时,广州塔的防雷系统还包括了接地装置。接地装置是防雷系统的重要组成部分,它能够将雷电电流安全地导入地下,避免对建筑物和人员造成危害。广州塔的接地装置经过精心设计和施工,确保了其良好的导电性能和稳定性。

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在雷电天气发生时,当雷电云层接近广州塔时,避雷针和金属结构开始发挥作用。避雷针通过其尖端效应吸引雷电电荷,并将其引导到建筑物的金属结构上。然后,雷电电流通过金属结构迅速传导到接地装置,最终安全地导入地下。

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这样,广州塔就完成了“接闪”的过程。值得注意的是,广州塔的“接闪”过程并非一蹴而就,而是需要整个防雷系统的协同工作。最终确保塔内人员和设施的安全。