喬治亞550只羊瞬間被雷劈死,一次閃電為何會劈死這麼多羊?

據臺灣《時報週刊》19日的報道,喬治亞(西亞國家)的尼諾茨明達地區近日發生了一起罕見的雷擊事件,當時數百隻羊正在喬治亞的阿布山吃草,突然兩道閃電劃過後,所有的羊全部倒地,牧羊人也因雷擊失去意識,不過該牧羊人目前已無大礙。

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這場突如其來的天災最終造成550只羊死亡,從網上的圖片可以看到,大量的羊癱倒在地上,畫面讓人震驚。根據該牧羊人回憶,當時他看見了兩道閃電後便瞬間被擊倒在地,失去意識。所以這550頭羊也應該是被這兩道雷給當場劈死的,那麼僅有兩道閃電為何能擊中這麼多目標,一次劈死五百多頭羊的呢?

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雷電如何形成?

雷電通常發生在積雨雲存在的條件下,積雨雲也被稱為雷暴雲,它是空氣強對流的產物。

積雨雲的形成

我們知道雷暴天氣主要發生在夏天,這主要是夏天太陽輻射強,地面的溫度會迅速上升,同時地表的空氣會受到地面的熱傳導以及熱輻射的作用而升溫。溫度升高,氣體便會膨脹,密度減小,因此地表的空氣會不斷上升至高層大氣中。而對流層上部的氣層相對說來密度較大,就產生下沉運動,這就形成我們通常所說的空氣團的上下對流運動,簡稱對流。

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空氣對流

熱空氣在上升的過程中溫度會逐漸降低,水蒸氣逐漸凝結形成過冷水滴或冰晶,並隨高度逐漸增多,在凍結高度(-10℃),由於過冷水滴大量凍結,從而釋放潛熱,使雲頂向上發展,達到對流層頂(大約10公里)附近後,向水平方向展開,形成雲砧,這是積雨雲的顯著特徵,積雨雲發展到鼎盛時期,氣象學上稱之為禿積雨雲。

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禿積雨雲

放電過程

積雨雲形成過程中,會發生劇烈的對流,大量小冰晶在摩擦起電、大氣電場、溫差起電效應、破碎起電效應的共同作用下,會帶上不同的電荷,這些正負電荷會在雲的不同部位積聚。通常由於冰晶帶上負電之後質量會變大,導致負電荷主要聚集在雲層的下端,當電荷積聚到一定程度時,正負電荷之間的電場就會不增大,當電場足夠大能夠擊穿空氣時,大量電子瞬間流動並中和於是便形成了閃電,這種閃電也被稱為雲間放電和雲中放電。這兩種閃電主要是發生在高空的雲層之中或者之間,因此通常對人類的生活影響不大。

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閃電的形成與分類

而最危險的就是雲對地放電,由於雲層底部聚集了大量的電荷,正負電荷相互吸引,因此在電場的作用下,地表會感應出大量的異種電荷,因此雲層與地面之間也會形成一個強電場,當電荷聚集到一定程度,形成的巨大場強可以擊穿地表與地面之間的空氣,那麼瞬間就會形成一道甚至多道雲與地之間的閃電。而這種閃電如果沒有加以防範,則會對一些建築設施甚至人和其他動物造成嚴重的損害。而此次喬治亞550頭羊被斃命的也是雲地之間放電所造成的。

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雲層中的電荷使地面感應出電荷並放電

550頭羊瞬間斃命,為何雷擊範圍這麼大?

有些人可能會認為只有被雷直接擊中才會造成觸電,實際上這種認識是錯誤的。其實並不是只有直接被雷擊中才會觸電,閃電所產生的跨步電壓同樣也會導致被雷擊。

跨步電壓

跨步電壓,是指電氣裝置發生接地故障時,在接地電流入地點周圍電位分佈區行走的人,其兩腳之間的電壓。

為了更好地理解,我們就以閃電過程來進行解釋。

在閃電過程中,當雷電擊中地上的某個位置,那麼在這個位置上就會有大量的電荷流入,這些高“濃度”的電荷便會以該點為中心迅速向四周擴散,由於地面是存在電阻的,因此電荷在向四周擴散的同時,電勢也會逐漸減小,因此就會形成一個以雷電擊為中點,形成一個向四周輻射狀,電勢逐漸減小的電場,當距離足夠遠時,電勢就會減為零,所以在閃電擊中的地面附近才會產生區域才會產生電場。

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而當人站在這個影響區域之內時,由於以閃電中心向外的電勢(實際是電勢的絕對值,這裡只是簡單描述一下)是逐漸減小的,因此當我們的雙腳沿著向外輻射方向存在一定的距離,兩隻腳所處地面的電勢則不同,因此就會存在電壓。如果電壓很大,這就會有強大的電流在兩腿之間流過,從而造成觸電。另外沿著輻射方向兩腿之間的距離越大,那麼兩腿之間的電壓就會越大(跨步電壓越大),因此也就越危險。這也是為什麼在雷雨天氣不要快速奔跑以及在高壓電線掉落地面時應該雙腳併攏或單腳跳離的原因。

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雷電產生跨步電壓

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電線掉落接觸地面後也會產生跨步電壓

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跨步電壓導致觸電

事故分析

正如上面所分析,此次喬治亞550頭羊同樣很有可能是跨步電壓造成雷擊而斃命,不過這次雷擊所擊中的區域可能離羊群較近,導致該區域大量羊群遭受雷擊。

不過最幸運的是牧羊人雖也被雷擊,但並未造成大傷,這就和人與羊之間的構造有關了,由於羊天生前後腿之間的距離較大,導致形成的跨步電壓更大,所以在這次事故中,幾百頭羊一命嗚呼,牧羊人卻能有幸生存。當然這還與其它一些因素有關,例如雷擊距離,當時牧羊人的站立狀態等,只能說這名牧羊人是非常幸運的。

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總結

當在戶外遇到強雷電天氣時,我們應該儘量快找到建築物下避雨,在空曠地段也最好不要狂奔,避免靠近尖銳導電物體,我們不僅要防止被雷擊中,同樣也要防範跨步電壓的產生,我國每年都會有人或者動物因雷電造成傷害,面對雷電,我們應該要學會如何保護自己。

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