雷擊的風險

本文摘錄並翻譯自： (圖片版權皆屬原單位所有)

U.S. Army Training and Doctrine Command 

Guide for Lightning Protective Measures for Personnel, Jan. 2002

A. 認識閃電

1. 閃電的類型

雲中放電 (in-cloud lightning）：多在風暴中產生

雲間放電 (cloud-to-cloud lightning）：多在風暴中產生

雲地之間放電 (cloud-to-ground lightning）：對人類的生命財產會有威脅的種類，也是本篇討論的重點

2. 閃電的相關參數

每次的閃電，約在1秒內會結束 (正確來說，是0.75秒)，分為幾大部分：

A為【高電流期】：最高的單次放電，可能達到260,000安培的電流，在2*10^-4秒就會結束

B為【轉換期】

C為【穩定期】：約落在300-500安培的電流

D為【再放電期】：每次的再放電，都會比前一次的電流減弱一半以上

可以參照下圖所示，每波的閃電，約會有3-4次的放電，多則有數十次。

3. 閃電觸地的模式

約有90%的閃電，是負雷電擊 (negative stroke)，也就是傳下來的是負電荷；另一種則是正雷電擊 (positive stroke)，雖然不常出現，但帶電量較高。

電子從上而下移動的方式，稱之為階梯先導 (stepped leader)，有點類似探針的方式，來找尋地面容易通過電流的地方。而地面會出現誘發先導 (induced leader)，當兩者碰在一起，就會天雷勾動地火，產生真正的閃電電擊 (stroke)。

B. 雷擊風險評估 (主要用在建物或較高的物體，如：神木)

公式如下，會使用到3個參數，來得出風險值 (N)

Df：閃雷的密度

在美國有專門統計的單位，台灣的我不知道去哪兒查，有網友可以教我嗎？

Ae：區域的吸引力

可以看到參數中，最重要的還是高度 (H)

C1：環境係數

簡單說，就是附近沒比你高的東西，你就風險值就高；在山上，風險就更高了！

C. 人員危害

真的被雷直接擊中的機率很低，以美國為例，約為50萬分之1 (果然中樂透頭獎更難呀！)；主要造成的傷害，都是間接傷害為主，也是最應該預防和衛教的重點！以下列兩種機轉為主：

1. 跨距電壓差 (step potential)

閃電的高電流導入地球後，會造成附近的地表帶電，因土地的電阻，而產生電壓差；常見於當雷擊打在附近時，人員想快速逃離，而產生的二次傷害。

從圖片中可以看出，當你越想跨大步逃離那個區域，反而造成電壓差更大，經過身體的電流越多，造成危害。

另外，要特別強調，當高壓電線掉落到地面時，也會產生同樣的效果！(而且，雷擊的電流是單次的大電流；高壓電線在還沒斷電前，是持續在供電的，危害更大！)

離開現場時，請一定要小碎步離開，以減少通過身體的電流。

2. 電氣閃絡 (electrical flashover)

大家還記得歐姆定律嗎？

電壓 (V) = 電流 (I) * 電阻 (R)

在這篇文章中，它把電阻用Z來表示。所以當閃電擊在高電阻的物體時，由於它的大電流，會造成物體帶著高電壓，此時電流就可以跳到附近的人或動物上，稱為閃絡 (flashover)。換個角度想，如果是打在避雷針上，因為電阻很小，就不會有這種情況產生。而這個原理在生活中，最常見的就是在路上跑的汽車，其火星塞的原理，就是使用這個，坊間有些稱為跳火(電壓越高，跳火的距離越遠)。

這個效應是雷擊主要致死傷的原因，因為跑都跑不掉，預防的辦法就是，在落雷時，不要躲在樹下。

D. 預防雷擊

最後，我自己整理了一些在戶外活動時，遇到落雷的注意事項，以預防雷擊事故

1. 出發前請再次確認天氣預報
2. 攜帶的傘具，請不要有金屬尖端
3. 遠離水邊，並保持乾燥
4. 儘速離開空曠區域
5. 離開稜線及山頂，選擇營地時也應避免
6. 金屬易導電的裝備請打包好，收納至背包內
7. 勿在開闊處使用無線電器材
8. 勿在樹下躲雨或紮營

希望大家快快樂樂爬山，平平安安回家。