18頭大象瞬間遭滅門,每年2000人死於雷電,學一個動作就不會死

2021年5月24日,海南東方市遭遇強對流和雷暴天氣,雷擊造成養殖戶的42頭黃牛死亡,損失慘重。在此10天前,印度東北部阿薩姆邦有18頭大象遭遇雷擊,全部倒在了樹林裡。更慘的事件發生在2020年5月26日,印度比哈爾邦一場雷雨造成107個農民在田間死亡。

據印度熱帶氣象研究所(IITM)分析的資料,印度每年約有2000人死於雷擊,2018年更是有超過3000人因雷擊斃命,只是一次性造成上百人死亡的事件不多見。而在全世界範圍,每年因閃電造成約24000人傷亡,牲畜死亡則數以萬計,死十幾、幾十頭牛基本不算新聞。

為什麼閃電的殺傷力如此強大?它如何致命?我們又該怎麼防範呢?

閃電是一種自然現象,儘管有人賭咒發誓“天打雷劈”,但老天並不會只懲罰惡人放過好人。雷擊面前人人平等,即便你吃齋唸佛日日行善,雷雨天出門仍然要倍加小心。至少,你應該先讀一讀老周的科普文章,學習些科學防雷知識。

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閃電通常發生在強對流天氣,由於對流雲層中的冰晶和霧滴頻繁碰撞,造成電荷失衡,一部分正電荷聚積在雲層上方,負電荷到集中在雲的底部;雲底的負電荷區因為距離地面近,於是在地面感應了大量正電荷;正負電荷相吸,雲層中的負電荷往下走,地面上的正電荷向上移動;當正負電荷區會合在一起時,空氣瞬間被擊穿。

雲層中的負電荷順著鉛筆粗細的通道在幾十毫秒的時間裡瞬間釋放到地面,平均每次傳輸的電荷高達15庫倫、產生超過30000安培的電流和1G焦耳能量;有些強閃電傳輸的電荷達350庫倫、產生120000安培的電流。如此強大的能量瞬間釋放出來,無論是擊中房屋還是人畜,都將是巨大的傷害。

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慶幸的是,大多數人會在雷劈之後倖存,閃電也通常不會專門找人來劈,因為人不夠高大,並且下雨的時候會本能地找一處安全的地方躲雨。如果有誰被雷擊了,十有八九是他找錯了地方。

通常閃電會選擇最近的一條通道,並且這條通道上有足夠多的正電荷聚集。海南被雷擊的牛有可能就屬於這種情況——某幾頭牛身上集聚了太多電荷,從而將閃電引向了自己。其實在遭到閃電直接打擊之前,人應該能覺察到異常:他的頭髮會豎立起來,並且頭皮會有麻麻的感覺,這是因為大量電荷聚集到頭上的緣故。

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1975年8月,美國少年肖恩和他的哥哥邁克約了幾個朋友去加州紅杉國家公園徒步旅行,當時天氣不好,還下著小雨。突然他們的頭髮莫名其妙地豎立起來,大家覺得很好玩,於是拍下了這張照片。沒過幾分鐘,一道閃電擊中了他們,肖恩重傷,他們的一位朋友遇難。

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閃電的放電大多在毫秒之間,它也不會挨個兒“點名”,為什麼被電擊後會一死一大片呢?

這裡我們需要了解一個物理學基本原理:電路中電阻越小時電流越大。

與腳下大地或者身邊樹木相比,人和動物的身體含有大量水分和礦物鹽,因此阻抗更低,從而更容易被電流穿過。無論是海南的黃牛、印度的野象還是冒雨勞作的農民,他們都因此成為受害者。

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當閃電擊中大樹,強大的電流會穿過樹幹流向大地。電流並不只是向下走,它會同時向四周擴散開來,在擴散的同時化為熱能消耗掉。如果地面比較潮溼,地表電流會向四周擴散幾十米甚至上百米的距離。

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我們站立在地表電流擴散的路徑上,由於人體的電阻更小,部分電流會順著我們的一條腿穿過身體,再由另一隻腳傳回地面,兩隻腳之間形成的電壓差被稱為“跨步電壓”。跨步電壓的大小與我們步子邁的大小有直接關係:步子邁得越大,兩隻腳之間的電壓差越大,流經身體的電流越強,造成的傷害也越大。牛和大象的體型更大,跨步電壓更大,它們也更容易被地表電流擊倒。

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如果兩腳併攏站在大樹下面會怎麼樣?當我們兩腳併攏,跨步電壓變得很小,但站在樹下依然有巨大的風險。因為擊中大樹的閃電並不總是老老實實地順著樹幹往下走,它有可能從樹幹的中間再次擊穿空氣、穿過我們的身體流向地面——因為這條路的電阻可能更低。這種現象被稱為“側向擊穿”。

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以上三種是閃電殺傷的主要方式,其中地表電流(或者說跨步電壓)造成的傷亡佔了一多半,大約30%是閃電側擊而死,而被雷電“灌頂”的僅佔3%~5%的比例。

為免受傷害,在打雷的天氣裡我們儘量不要出門,也別讓牲畜暴露在野外或者有高大樹木的地方。如果你在外邊遭遇到雷暴,最好是躲到汽車裡,金屬的車身就像是個法拉第籠,它能保護你免受雷電傷害。實在找不到車怎麼辦?千萬不要躲到大樹下、崖壁下或者類似貓耳洞裡,那樣會要了你的命。你可以找一些山下低矮的樹林,或者找一個低窪並且不會被水淹的地方,兩腳併攏蹲下來並儘量保持低姿態,這樣可以最大限度避免被閃電擊中。

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至於說印度那18頭大象,我只能說它們命不好,天災。同樣倒黴的還有2016年挪威哈當厄維達國家公園裡的323頭馴鹿,它們也是因為閃電造成的跨步電壓被電死,令人惋惜!