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地閃的種類——避雷針

人氣:549發表時間:2018-06-22

  以上所述的地閃只是一種最典型的情況, 實際上地閃還有很名種,它們的特性差別很大。為了說明其他地閃的情況,現以雷云作為參照標準,雷電流自雷云流向地面的方向為正,這樣的地閃也就稱之為正地閃或正雷了。根據這些考慮,可以把地閃分為如圖1.24所示的八種。1975年,貝格爾(K Begr)將其分類給以標記,凡無回擊的閃電記為a,而有回擊的閃電記為b。


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   la型是發生在沒有極高建筑物的開闊地區的主要情況。閃電放電始于從云中負電荷發展的向下先導。先導管負電,雷電流亦為負,先導不落地,沒有回擊,這實質上是一種云閃。


  1b型起最常見的閃電,前面介紹的種種情況就是這種類型的閃電。它通常都發生在沒有超高層建較物的開闊地帶。當向下負先導落地時,產生向上活動極快的回擊。回擊使先導和云中的部分電荷泄放到大地。由于雷電流為負,故常稱這種類型的風電為“下行負雷。


  2a型閃電放電始于高聳的接地物,如尖塔、山頂、超高層建筑物等,然后發展為向上先導。先導帶正電,高聳物頂為陽極,流人大地的電荷為負,因而雷電流亦為負。


  2b型閃電放電大多數發生在超高層建筑物上,開始階段與2a型閃電放電相同,然后出現回擊,但每次閃擊又與1b型閃電放電同,包括先導和回擊。由于雷電流為正,故稱之為“上行負雷。”


  3a型閃電放電相當于1a型,只是云中帶正電,先導帶正電,雷電流也為正。先導不落地,沒有回擊,這實質上也是一種云閃。

  3b版型電放電發生在山區,一般極為罕見。 向下先導落地時引起向上正回擊,并泄放先導和云中的部分正電荷。由于雷電流為正,故又稱之為“下行正雷”。


  4a型閃電放電也始于高聳的接地物,然后發展為向上先導。但先導帶負電,高聳物質為陰極,流人大地的電荷為正,因此雷電流也為正。它的放電持續時間相當長,常為連續電流。


    4b型閃電放電開始與4a型相同,但向上先導后4-25us就產生一個極其強烈的回擊。由于向上負先導以極長的“連接先導”伸長,直至與云內閃電會合,而正是這一-云閃閃電產生的瞬間電場才引發向上先導。待云內電荷都連通,然后就產生一個非常強烈的回擊放電,故通常是巨雷。-般常稱之為“上行正雷”。


    縱觀以上所述,真正的地閃只有六種,其中以下行負雷最為常見,正雷很少,但上行正雷卻很強烈,破壞性十分巨大。上行雷與下行雷的差別主要在于發出上行先導的大地與雷云不同。大地作為導體,雷云在大地感應出的電荷可以自由流動,它們隨著電場分布的變化,可以迅速集中到某點,他夠提供尼夠多的電荷。此外,上行雷的主放電是與上行先導統-的,它通過上行先導前端的許多分支擊穿來中和云內分布的電荷,因此上行雷的電流波形是與下行雷的電流波形不同的。


一般說來,一定狀況的雷云在地面處的大氣電場強度E0是確定的,而地面建筑物頂端處的電場強度Ea,則是隨著建筑物高度h的增加而遞增的,因此建筑物越高也就越可能發生上行雷。埃里克森(A.j.Eriksson)總結了各國對上行雷的觀測數據后,提出了上行雷占總雷擊次數的比例Pu與建筑物高度h之間有如下的關系


                     Pu=68.2Inh-315.5
   由此可知,建筑物高度在100m以下時,發生上行雷的比列接近于零

 與此相反,表1.2列出了可能發生上行雷的條件,它說明隨著建筑物高度h的增加,發生上行雷所需的地面處大氣強度E0迅速降低,因此從200m以上的建筑物可以觀測到相當多的上行雷了。


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