雷電原理閃電專業(yè)課件

第七章

雷暴云閃電一、閃電二、雷三、負(fù)地閃放電過(guò)程一、閃電

1、閃電的定義：閃電指積雨云中不同符號(hào)荷電中心之間的放電過(guò)程，或云中荷電中心與大地和地物之間的放電過(guò)程，或云中荷電中心與云外大氣不同符號(hào)大氣體電荷中心之間的放電過(guò)程。2、閃電分類根據(jù)閃電形狀：

線狀、枝狀、片狀、球狀、蛛狀等閃電發(fā)生位置：云閃地閃云內(nèi)閃電云際閃電云空閃電正地閃負(fù)地閃高層大氣放電(閃電發(fā)生位置)閃電分類云內(nèi)閃電云際閃電枝狀閃電片狀閃電線狀閃電9、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:39:17PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請(qǐng)。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一個(gè)人炫耀什么，說(shuō)明他內(nèi)心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3株?duì)铋W電9、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:39:17PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請(qǐng)。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、抱最大的希望，作最大的努力。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、一個(gè)人炫耀什么，說(shuō)明他內(nèi)心缺少什么。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、業(yè)余生活要有意義，不要越軌。2023/2/32023/2/303February202317、一個(gè)人即使已登上頂峰，也仍要自強(qiáng)不息。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/3蛛狀閃電按先導(dǎo)所轉(zhuǎn)移電荷的極性和運(yùn)動(dòng)方向可分為四類：下行負(fù)地閃下行正地閃上行負(fù)閃電上行正閃電地閃類型：球狀閃電閃電的一些統(tǒng)計(jì)資料1、云地閃電約占總閃電的六分之一。2、負(fù)地閃電約占總云地閃電的90%以上。3、正地閃產(chǎn)生的電流明顯大于負(fù)地閃，正地閃的平均持續(xù)時(shí)間比單次負(fù)閃擊地閃持續(xù)時(shí)間要長(zhǎng),大部分正地閃通常只有單次回?fù)?/p>

。4、一次地閃過(guò)程的持續(xù)時(shí)間典型值為0.2s。5、一次負(fù)地閃過(guò)程輸送到大地的地閃電荷平均值約為20C。二、雷

1、雷的定義：伴隨閃電而產(chǎn)生的聲輻射。

閃電能量是在瞬間釋放的，因而具有極其強(qiáng)大的閃電功率，從而構(gòu)成一次爆炸過(guò)程，于是閃電產(chǎn)生沖擊波，并在傳播過(guò)程中迅速衰減為聲波，形成所謂雷。雷可分為兩部分：一是人耳可以聽(tīng)到的聲能量，稱為可聞雷，

可聞雷又可分為炸雷和悶雷。二是次聲，頻率低于人耳能夠聽(tīng)到的雷聲，通常在幾十赫茲以下。2、雷的描述

(1)

云地閃電通常產(chǎn)生最響的雷。

(2)

在超過(guò)十英里左右的距離外偶爾才能聞雷。

(3)

用看到閃電與聽(tīng)到第一次雷聲之間的時(shí)間間隔可以估計(jì)閃擊距離。

(4)

大氣湍流能減小雷的可聞度。

(5)

緊接強(qiáng)烈雷鳴之后，常有傾盆大雨。

(6)

雷聲的強(qiáng)度似乎一地不同于另一地。

(7)

當(dāng)隆隆聲持續(xù)時(shí)，雷的音調(diào)變深沉。

三、負(fù)地閃放電過(guò)程負(fù)地閃放電過(guò)程定義為將云內(nèi)的負(fù)電荷輸送到地面的放電過(guò)程。一次始于云中的負(fù)地閃放電過(guò)程通常將幾十庫(kù)侖的負(fù)極性云電荷帶到地面。按照國(guó)際慣例，一次完整的閃電過(guò)程定義為一次

“閃電(flash或

lightning

flash)”，其持續(xù)時(shí)間為幾百毫秒到1秒鐘不等。一次閃電包括一次或幾次大電流脈沖過(guò)程，被稱為“閃擊(stroke)”,而其中最強(qiáng)的快變化部分叫“回?fù)簦╮eturn

stroke）”。閃擊之間的時(shí)間間隔一般為幾十毫秒，對(duì)地閃電在人眼中所呈現(xiàn)的閃爍，便是由幾次閃擊所造成的。一次完整的地閃發(fā)展過(guò)程示意圖預(yù)擊穿過(guò)程P梯級(jí)先導(dǎo)L連接過(guò)程首次回?fù)鬜連續(xù)電流過(guò)程C直竄（箭式）先導(dǎo)

繼后回?fù)艋負(fù)艉箢A(yù)擊穿過(guò)程電荷：云中大電場(chǎng)在地面感應(yīng)出符號(hào)相反的電荷。動(dòng)力原因。梯級(jí)先導(dǎo)過(guò)程擊穿/梯級(jí)先導(dǎo)的發(fā)展：梯級(jí)先導(dǎo)是一系列小電流脈沖(約50m長(zhǎng))，隨著它的向下傳輸電離一個(gè)空氣柱。平均傳播速度：3×105m/SFractal。連接過(guò)程連接：向下發(fā)展的梯級(jí)先導(dǎo)與從地面產(chǎn)生的向上的連接先導(dǎo)連接后，形成一個(gè)完整的電離通道。閃擊距離。在雷電防護(hù)設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的參量閃擊距離指連接先導(dǎo)從被雷擊物體上激發(fā)出來(lái)的瞬間被雷擊物體和下行先導(dǎo)之間的距離。（指先導(dǎo)向下運(yùn)動(dòng)的頂端與閃擊目標(biāo)間的距離，就是與目標(biāo)物直接相連的距離，通常這一點(diǎn)已確定。）hr=10*I0.65(hr擊距）I1=5.4KAI2=10.1KAI3=15.8KA閃擊距離首次回?fù)艋負(fù)簦涸谟商菁?jí)先導(dǎo)形成的電離通道中流過(guò)的大電流脈沖，并中和了更多的云中電荷。寬頻譜。最新回?fù)?/p>

回?fù)羯闲械乃俣燃s為5×107m/S，并隨高度而衰減。一般認(rèn)為首次回?fù)舻姆逯惦娏髌骄禐?0－40kA，

200kA的發(fā)生幾率為1％。繼后回?fù)舻姆逯惦娏鞣植寂c首次回?fù)纛愃?，但大小差不多為首次回?fù)舻囊话搿?，回?fù)敉ǖ赖碾娏骱诵臑?cm左右，通道溫度在瞬間達(dá)到30000度，由此產(chǎn)生的高壓使通道迅速擴(kuò)張，并產(chǎn)生沖擊波，最終變成雷聲。每個(gè)地閃平均有4個(gè)回?fù)糁备Z先導(dǎo)直竄先導(dǎo):一個(gè)直竄先導(dǎo)快速地跟隨著回?fù)舨⒅匦码婋x傳導(dǎo)通道。暫態(tài)電離通道。平均傳播速度：2×106m/S繼后回?fù)衾^后回?fù)?直竄先導(dǎo)到達(dá)地面后第二個(gè)回?fù)舭l(fā)生。RLCoscillation。連續(xù)電流過(guò)程大部分的閃電包含至少一個(gè)短或長(zhǎng)連續(xù)電流過(guò)程。其次約50％的閃電包含一次長(zhǎng)連續(xù)電流過(guò)程，這類閃電向地面輸送的電荷約為不包含長(zhǎng)連續(xù)電流閃電的兩倍。單次閃擊正地閃之后的連續(xù)電流過(guò)程輸送到地面的電荷所占的比例較負(fù)地閃中的連續(xù)電流要大的多。含有長(zhǎng)連續(xù)電流分量的閃電對(duì)地面物體的危害為沒(méi)有連續(xù)電流閃電的幾倍，因而被稱作“熱閃電”，它常引起森林火災(zāi)、金屬構(gòu)筑物的過(guò)熱損傷或高架輸電線的損壞等。地閃電場(chǎng)變化B變化：預(yù)擊穿I變化：云內(nèi)放電L變化：先導(dǎo)R變化：回?fù)鬋變化：連續(xù)電流J變化：回?fù)艉驧變化：C過(guò)程中K變化：云內(nèi)流光F變化：放電后期思考題1、閃電的定義。2、閃電的分類。2.1云閃指不與大地和地物接觸的閃電，它包括（）；（）；（）。2.2下列最新正地閃的敘述正確的是（）A．正地閃在夏季雷暴中很常見(jiàn)B．正地閃過(guò)程轉(zhuǎn)移的電荷量比負(fù)地閃要少的多C．大部分正地閃通常只有單次回?fù)鬌．正地閃回?fù)艉?，連續(xù)電流過(guò)程不明顯思考題2.3下列最新正地閃和負(fù)地閃的對(duì)比說(shuō)法不正確的是（

）A．正地閃比負(fù)地閃發(fā)生的概率要低B．正地閃產(chǎn)生的電流明顯大于負(fù)地閃C．正地閃比負(fù)地閃輸送的電荷量少D．正地閃的平均持續(xù)時(shí)間比單次負(fù)閃擊地閃持續(xù)時(shí)間要長(zhǎng)2.4一次地閃過(guò)程的持續(xù)時(shí)間典型值為（

）A．1sB．0.5sC．0.2sD．2s3、什么是雷？是怎樣產(chǎn)生的？4、一次地閃放電過(guò)程，可包括（預(yù)擊穿過(guò)程；梯級(jí)先導(dǎo)；回?fù)?；直竄先導(dǎo)；繼后回?fù)簦┑茸舆^(guò)程。思考題5、最新回?fù)綦娏飨铝姓f(shuō)法正確的是（

）A．回?fù)綦娏魇蔷哂须p峰形式的脈沖電流波形B．首次回?fù)舻姆逯惦娏骷s為繼后回?fù)舻?倍以上C．地閃電流中以回?fù)綦娏髯顝?qiáng)，危害最大D．常見(jiàn)的負(fù)地閃回?fù)糁?，峰值電流典型值?03A量級(jí)6、一次負(fù)地閃過(guò)程輸送到大地的地閃電荷平均值約為（

）A．20CB．30CC．40CD．50C

思考題7、下列最新正地閃的敘述正確的是（

）A．正地閃在夏季雷暴中很常見(jiàn)B．正地閃過(guò)程轉(zhuǎn)移的電荷量比負(fù)地閃要少的多。C．大部分正地閃通常只有單次回?fù)鬌．正地閃回?fù)艉螅B續(xù)電流過(guò)程不明顯8、什么是閃擊距離？閃擊距離是閃電防護(hù)的重要參數(shù)之一，指連接先導(dǎo)從被雷擊物體上激發(fā)出來(lái)的瞬間被雷擊物體和下行先導(dǎo)之間的距離。9、雷的定義。10、

雷可分為兩類：⑴（）；⑵（）。

思考題11、梯形先導(dǎo)的平均發(fā)展速率一般為（

）量級(jí)A

104m/sB105m/sC106m/sD107m/s12、最新地閃的回?fù)暨^(guò)程，下列說(shuō)法不正確的是（

）A．回?fù)舻牧炼缺认葘?dǎo)強(qiáng)的多B．回?fù)舻膫鞑ニ俣绕骄鶠?×107m/sC．回?fù)敉ǖ赖闹睆娇蛇_(dá)幾十厘米D．回?fù)舻姆逯惦娏骺蛇_(dá)104A量級(jí)思考題13.負(fù)地閃的連續(xù)放電過(guò)程是一個(gè)十分重要的過(guò)程，最新連續(xù)電流下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．約50%的閃電包含一次長(zhǎng)連續(xù)電流過(guò)程B．單閃擊正地閃連續(xù)電流輸送到地面的電荷比負(fù)地閃要少的多C．含長(zhǎng)連續(xù)電流過(guò)程的閃電向地面輸送的電荷多于不含長(zhǎng)連續(xù)電流的閃電D．含長(zhǎng)連續(xù)電流的閃電對(duì)地物的危害比沒(méi)有連續(xù)電流的閃電要強(qiáng)的多

9、人的價(jià)值，在招收誘惑的一瞬間被決定。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、低頭要有勇氣，抬頭要有低氣。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20234:39:17PM11、人總是珍惜為得到。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、人亂于心，不寬余請(qǐng)。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、生氣是拿別人做錯(cuò)的事來(lái)懲罰自己。2023/2/32023/2/3202