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地闪的种类——避雷针

人气:589发表时间:2018-06-22

  以上所述的地闪只是一种最典型的情况, 实际上地闪还有很名种,它们的特性差别很大。为了说明其他地闪的情况,现以雷云作为参照标准,雷电流自雷云流向地面的方向为正,这样的地闪也就称之为正地闪或正雷了。根据这些考虑,可以把地闪分为如图1.24所示的八种。1975年,贝格尔(K Begr)将其分类给以标记,凡无回击的闪电记为a,而有回击的闪电记为b。


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   la型是发生在没有极高建筑物的开阔地区的主要情况。闪电放电始于从云中负电荷发展的向下先导。先导管负电,雷电流亦为负,先导不落地,没有回击,这实质上是一种云闪。


  1b型起最常见的闪电,前面介绍的种种情况就是这种类型的闪电。它通常都发生在没有超高层建较物的开阔地带。当向下负先导落地时,产生向上活动极快的回击。回击使先导和云中的部分电荷泄放到大地。由于雷电流为负,故常称这种类型的风电为“下行负雷。


  2a型闪电放电始于高耸的接地物,如尖塔、山顶、超高层建筑物等,然后发展为向上先导。先导带正电,高耸物顶为阳极,流人大地的电荷为负,因而雷电流亦为负。


  2b型闪电放电大多数发生在超高层建筑物上,开始阶段与2a型闪电放电相同,然后出现回击,但每次闪击又与1b型闪电放电同,包括先导和回击。由于雷电流为正,故称之为“上行负雷。”


  3a型闪电放电相当于1a型,只是云中带正电,先导带正电,雷电流也为正。先导不落地,没有回击,这实质上也是一种云闪。

  3b版型电放电发生在山区,一般极为罕见。 向下先导落地时引起向上正回击,并泄放先导和云中的部分正电荷。由于雷电流为正,故又称之为“下行正雷”。


  4a型闪电放电也始于高耸的接地物,然后发展为向上先导。但先导带负电,高耸物质为阴极,流人大地的电荷为正,因此雷电流也为正。它的放电持续时间相当长,常为连续电流。


    4b型闪电放电开始与4a型相同,但向上先导后4-25us就产生一个极其强烈的回击。由于向上负先导以极长的“连接先导”伸长,直至与云内闪电会合,而正是这一-云闪闪电产生的瞬间电场才引发向上先导。待云内电荷都连通,然后就产生一个非常强烈的回击放电,故通常是巨雷。-般常称之为“上行正雷”。


    纵观以上所述,真正的地闪只有六种,其中以下行负雷最为常见,正雷很少,但上行正雷却很强烈,破坏性十分巨大。上行雷与下行雷的差别主要在于发出上行先导的大地与雷云不同。大地作为导体,雷云在大地感应出的电荷可以自由流动,它们随着电场分布的变化,可以迅速集中到某点,他够提供尼够多的电荷。此外,上行雷的主放电是与上行先导统-的,它通过上行先导前端的许多分支击穿来中和云内分布的电荷,因此上行雷的电流波形是与下行雷的电流波形不同的。


一般说来,一定状况的雷云在地面处的大气电场强度E0是确定的,而地面建筑物顶端处的电场强度Ea,则是随着建筑物高度h的增加而递增的,因此建筑物越高也就越可能发生上行雷。埃里克森(A.j.Eriksson)总结了各国对上行雷的观测数据后,提出了上行雷占总雷击次数的比例Pu与建筑物高度h之间有如下的关系


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

 与此相反,表1.2列出了可能发生上行雷的条件,它说明随着建筑物高度h的增加,发生上行雷所需的地面处大气强度E0迅速降低,因此从200m以上的建筑物可以观测到相当多的上行雷了。


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