据有关媒体报道,近日在秘鲁胡宁省万卡约市的一场足球比赛中,发生了一件让人感到非常痛心的事,比赛正在进行时,突然遭遇了雷暴天气,当裁判叫停比赛、双方运动员正准备下场时,悲剧却发生了,只见一道闪电从天而降,直接击中球场,距离闪电非常近的多名球员瞬间倒地,结果造成了1人经抢救无效死亡、多员球员受伤的惨剧。

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闪电为什么会击中地面?

闪电是大气中的一种自然现象,通常发生在雷暴天气中,涉及云层内部或云层与地面之间的强烈静电放电。如果要分析为什么闪电会击中地面,我们需要从气象学和物理学的角度来深入探讨几个关键因素:

电荷分离与积累:在雷暴系统中,云层内部的水滴和冰晶在上升和下降过程中,由于与空气中的气溶胶颗粒和其他水滴的碰撞,会发生电荷分离。

通常,正电荷集中在云层的上部,而负电荷则集中在云层的下部。当地面的某个物体(如大树、高建筑物或本案例中的足球场)因摩擦、接触或感应等原因积累了与云层下部相反的电荷(即正电荷)时,就形成了一个强烈的电场。

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电场强度与放电条件:随着云层电荷的积累,云层和地面之间的电场强度逐渐增强。当电场强度达到空气的击穿强度(即空气的介电强度被超过)时,空气分子将被电离,形成导电通道,允许电荷快速流动,即发生闪电。

地面上的高耸物体(如山峰、高楼、树木等)由于其尖端效应,更容易在强电场中积累电荷并引发放电。在本案例中,足球场可能因其开阔地形和球员活动导致的局部电荷分布不均,成为闪电的潜在目标。

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导电通道的形成:一旦电场强度足够高,空气电离产生的导电通道将允许云层中的电荷迅速流向地面(或反之),形成可见的闪电。这个过程中,电荷的流动伴随着极高的电流和能量释放,可能导致周围物体的损坏和人员伤亡。

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环境因素:地面湿度、土壤电阻率、地形地貌等因素也会影响闪电的发生和路径选择。湿润的土壤和水分含量高的空气通常具有更好的导电性,可能增加闪电击中地面的概率。在本案例中,雷暴天气、足球场的开阔地形以及球员活动可能共同促进了电荷的积累和放电条件的形成。

哪些地面因素会增加闪电击中的概率?

一些地质条件、地形条件、地面设施与物体以及气象条件与人为因素等多方面因素,会共同影响着闪电击中地面的概率。

地质条件:土壤电阻率是衡量土壤导电性能的一个重要指标。土壤电阻率较小的地方,电荷容易聚集,因此容易成为闪电的目标。具体来说,电阻率突变处和地下有导电矿藏处容易受雷击。这是因为土壤中的先导电流会沿着电阻率较小的路径流通,为雷电流提供低阻抗通路。

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此外,地质断层、岩石与土壤的交界处等地形变化处,由于土壤电阻率的差异,也容易成为闪电的击中点。

地形条件:地面上的高耸物体,如山峰、高楼、树木等,由于其尖端效应,更容易在强电场中积累电荷,从而增加被闪电击中的概率。这些物体相当于地面的“避雷针”,会吸引云层中的电荷。

同时,山谷走向与风向一致的风口或顺风的河谷,以及面对广阔水域的山岳阳坡或迎风坡等地形,也容易受到雷击。这些地形特征可能促进了电荷的积累和放电条件的形成。

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地面设施与物体:金属结构的建筑物、金属屋顶、金属构架等,由于其良好的导电性能,容易积累电荷并吸引闪电。在旷野中孤立的建筑物、树木等,由于其相对突出的位置,也容易受到雷击。此外,地面上的导电物体,如电线、金属管道等,也可能成为闪电的放电通道。

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气象条件与人为因素:地面的湿度和温度也会影响闪电的发生。湿润的土壤和水分含量高的空气通常具有更好的导电性,可能增加闪电击中地面的概率。此外,人类的一些活动,如建筑施工、树木砍伐等,可能改变地面的电荷分布和导电性能,从而影响闪电的击中概率。

闪电击中身体前都有哪些前兆?

当闪电即将击中身体前,通常会出现一系列明显的征兆,比如:

头发竖起与电荷感应:在闪电即将击中身体前,由于大气电场的影响,人体周围的电荷分布会发生变化。特别是当头顶有乌云,其中有闪电,还能听到雷声时,人体的头发可能会因为电荷的感应而竖起。这是因为电荷在人体表面重新分布,导致头发带上了与云层相反的电荷,从而产生静电效应。

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皮肤感觉异常:在闪电接近时,一些人可能会感到皮肤有轻微的刺痛感或瘙痒感。这是由于电荷在皮肤表面的积累,以及电场对皮肤神经末梢的刺激所引起的。此外,有些人还可能会感到心跳加速、呼吸急促等生理反应。

电磁场变化:随着闪电的接近,人体周围的电磁场也会发生变化。这可能会导致一些电子设备(如手表、手机等)出现干扰或失灵的现象。虽然这种现象并不总是发生,但它可以作为闪电即将击中身体的一个潜在征兆。

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视觉与听觉预兆:在闪电即将击中之前,人们可能会看到闪电的先导放电过程,即云层与地面之间出现的微弱光亮。同时,随着电荷的积累和放电过程的进行,雷声也会逐渐增强和变得更加清晰。这些视觉和听觉的预兆可以帮助人们判断闪电的接近程度。

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这些征兆虽然不一定总是出现,但它们的存在可以提醒人们及时采取避险措施,以减少被闪电击中的风险。因此,在雷暴天气中,应尽量避免在开阔地带、高大物体附近或具有上述地面特征的地方停留,以减少被闪电击中的风险。同时,在雷暴天气中,我们应该密切关注周围环境的变化以及身体的异常反应,并及时采取适当的防护措施来保护自己。