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2017/07/27
雷神降臨轟隆隆,快躲起來!

「轟隆隆!」在臺灣夏天的午後,常常烏雲密佈、閃電雷聲不斷,這種天氣現象,在中國古代,往往被解釋為天公震怒、惡人遭到報應有關,即便到了現代,閃電也往往造成許多災害、甚至奪人性命,使人心生畏懼,到底雷擊是什麼?為什麼古今中外的人皆避之唯恐不及呢? 

什麼是雷擊?

看到閃電不久後往往就會聽到雷聲,因此,可把閃電視為影像,而雷聲則是伴隨閃電現象發生的隆隆聲響,「雷擊」,其實就是閃電電擊到物體的現象。而閃電的原理是雲層之間或是雲層與地面之間電荷的差異太大,而導致的強放電現象,若要了解閃電,我們或許可以從「靜電」這個現象說起。

不知道大家有沒有這個經驗:在寒冷的冬天回到家後脫下身上的毛衣,這時會聽到霹啪霹啪的聲音,這是因為毛衣和穿在身上的其他件衣服摩擦後,有些帶負電的電子會從一件衣服跑到另一件衣服上,導致電荷的不平衡,這種因為摩擦而導致電荷不平衡的現象我們稱之為「靜電現象」。為了回到電荷平衡,電子又會移動到原本的衣服上,而就是在這個電子快速移動的過程中空氣發出霹啪霹啪的聲響!而將這個摩擦的規模放大數百萬倍後,其實就是閃電的原理。 

雲層中包含許多粒子,這些粒子可以是水滴、冰晶或空氣粒子,這些粒子在雲層中因為不斷的彼此摩擦而累積電荷,當累積的電荷量超過某個值,為了達到電荷的正負平衡,就會產生帶負電的電子快速流動的現象,有時電子流動是在雲層中發生,有時則會在雲層與地面之間移動,這種在雲層與地面之間發生的電子流動,就是我們一般俗稱的打雷。因為電子流動產生的能量實在太大了,大到可以將鄰近的空氣加熱成電漿態,而在快速加熱空氣的過程會產生聲音與光,就是我們常聽到的雷聲,和看到的閃電。

雲粒子相互碰撞,帶正電的粒子往上升,帶負電的粒子往下降,最後雲頂聚集正電荷,雲底聚集負電荷,地表則感應形成正電荷。

雲層內電荷產生示意圖

如何預防雷擊

大家都知道光行進的速度很快,大約是每秒30萬公里,30萬公里足以繞地球7圈半,因此不論閃電所發生的地點距離我們多遠,在閃電發生的瞬間,我們的肉眼就可以看到,這之間的延遲微小到感受不到;但是聲音不一樣,聲音在空氣中的傳遞速度大約只有每秒340公尺,雖然還是很驚人的速度,但是跟光速比簡直就是小巫見大巫。因為光與聲音在傳遞速度上的差異,因此如果在3400公尺外有打雷,我們大約要10秒後才會聽到雷聲,這個方法能幫助我們判斷打雷的地方距離我們多遠。

但是就算打雷的地方距離我們很遠,我們還是不能掉以輕心,最好要選擇待在大的建築物內,因為大的建築物為了避免內部的電子儀器受到雷擊而損壞,通常在頂樓都會裝置避雷針,避雷針會接著一條電線到地面,這樣從天上而來的電子流就可以沿著這條電線抵達地面。如果打雷時,人正在戶外,除了要避免在空曠處逗留,也不能躲在高大的樹旁,因為這些高大的樹木其實就等同於避雷針,雷擊到樹木後因為沒有電線的引導,強大的電子流動可能會四處亂竄而打到你,此外,也要避免待在沒有避雷針的建築物裡,如公園的涼亭。如果正處在沒有遮蔽物的空曠處,要避免手上持有金屬類的東西,如雨傘或是球桿等,也要避免待在水體旁邊,以防止導電。如果可以的話在氣象預報會有雷雨時穿著橡膠鞋,橡膠鞋的絕緣性也能產生保護的作用。

臺灣處在亞熱帶與熱帶的交界處,夏天有時會因對流旺盛而下起午後雷陣雨,因此每年都有民眾受到雷擊的案例,所以請大家務必要小心隆隆作響的打雷啊!

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