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        雷擊奶牛

        2008-04-07 07:34:36
        走近科學(xué) 2008年4期
        關(guān)鍵詞:跨步電壓阜平縣雷暴

        一個(gè)小山村,4年間竟然遭受8次雷擊。奇怪的是雷電專劈奶牛,卻從不傷人。為什么奶牛會(huì)招來雷電,而近在咫尺的村民卻安然無恙?

        河北省阜平縣的海沿村,地處深山,一直是當(dāng)?shù)氐呢毨Т濉?002年,村里申請(qǐng)到了國(guó)家扶貧項(xiàng)目——養(yǎng)殖奶牛。同年,救助貧困母親的幸福工程示范基地也在這里落了戶,村民們先后貸款蓋起了46個(gè)牛棚和1個(gè)擠奶大廳,當(dāng)年就取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益,一時(shí)間,大家都覺得日子有了奔頭(圖1)??墒菦]多久,就發(fā)生了一件出乎所有人意料的事。

        那是5月的一天,下午喂牛的時(shí)候,下雨打雷了。雨下得不是很大,一個(gè)悶雷響過之后,韓玉文夫婦驚呆了:只聽牛叫喚了一聲,都躺倒在那里了,舌頭吐這么長(zhǎng),出奶又多又聽話的牛,可老實(shí)呢,就死了。

        3頭正在產(chǎn)奶的大牛沒了,突如其來的打擊粉碎了他們的致富夢(mèng)。

        袁龍(村長(zhǎng)):當(dāng)時(shí)我們也沒有太在意,認(rèn)為這是一個(gè)比較特殊的事故,一次天災(zāi),擊死了就擊死了吧。

        人們很快就把這事淡忘了。第二年夏天,同樣的天災(zāi)又向奶農(nóng)劉文春家逼近。那天,他牽著家里懷孕8個(gè)月的大牛和一頭小牛,到了村外的地里,突然天空中傳來隆隆雷聲。

        劉文春(村民):那頭大牛用鐵鏈子拴在一棵樹干上,小牛用皮繩子拴在另一棵樹上。

        大雨傾盆而下,劉文春急忙找了間屋子避雨。等雨稍小了一些,他出屋看見大牛倒在了地上,就急忙跑過去,發(fā)現(xiàn)大牛已經(jīng)死去了。劉文春愣住了,剛剛還好好的牛怎么說死就死了呢。

        劉文春:大牛讓響雷劈死了……驚得我都癱軟了,起不來了,……還指著它掙錢呢,這怎么弄呀,我就光哭,大聲地哭……

        原本就一貧如洗的家庭雪上加霜。村民們只能安慰他,留得青山在不怕沒柴燒嘛,好在被雷擊中的只是奶牛,人沒事就好。

        但老天并沒有就此放過海沿村人。2005年7月,十幾個(gè)村民像往常一樣,把奶牛趕到擠奶大廳正準(zhǔn)備擠奶。屋外下起了大雨,遠(yuǎn)處傳來隱隱的雷聲。就在大伙的眼皮底下,更可怕的事情瞬間發(fā)生了。

        楊秀沖(村民):一道火光,在一聲響雷后,噌一下子,從奶廳的東門進(jìn)來,順著鐵架子嘩一下就撲進(jìn)來了。

        一道閃電過去,36頭奶牛齊刷刷地被擊倒,全部癱在了地上……

        但奶牛除了受到驚嚇,沒有一頭被擊死。村民們也都安然無恙。可是過了幾天,驚魂未定的村民們發(fā)現(xiàn):所有的牛都出現(xiàn)了不良反應(yīng),一頭曾經(jīng)一天能產(chǎn)七八十斤奶的牛,連續(xù)幾天不產(chǎn)奶了。

        從此,雷災(zāi)年年都來糾纏海沿村的奶牛。4年共有6頭奶牛被擊死,15頭奶牛被擊傷,而且傷亡的奶牛都是產(chǎn)奶最多,或即將臨產(chǎn)的大牛。這讓村里有了迷信的謠傳。

        袁龍:有的人說是牛犯了天條了,有罪遭罪;有人說是這個(gè)人啊,沒有發(fā)財(cái)?shù)拿s你養(yǎng)好牛了,老天爺就要禍害你一下。

        為消除村民的恐慌,村委會(huì)決定采取一些防范措施。

        袁龍:比如說響雷的時(shí)候我們就把電源關(guān)掉,正擠奶時(shí)先暫停機(jī)器……把那些金屬柵欄打開,便于牛被擊倒時(shí)候能把脖子抽出去。

        可惜,村委會(huì)的努力依然沒能阻擋住雷擊光顧的步伐。發(fā)生在海沿村的雷災(zāi)更加頻繁了。同時(shí),人們還驚奇地發(fā)現(xiàn),每次雷擊,大多發(fā)生在牛棚和擠奶大廳,命中的目標(biāo)總是奶牛,而與奶牛近在咫尺的人都毫發(fā)無損。

        究竟是什么引來了雷電的頻頻造訪?雷電又為什么偏要挑那些最好的奶牛下手呢?

        奇特的雷災(zāi),引起了阜平縣氣象局的注意。河北省氣象局把農(nóng)村防雷技術(shù)作為研究重點(diǎn),組織了省市縣防雷專家,對(duì)海沿村的雷災(zāi)開始了聯(lián)合調(diào)查。

        雷暴天氣的形成離不開以下幾個(gè)要素。

        付國(guó)振(河北省氣象局防雷中心高級(jí)工程師):第一個(gè)是首先要有對(duì)流云團(tuán),天空上部有大的對(duì)流,這是一個(gè)條件,再一個(gè)有濕潤(rùn)的空氣。

        阜平縣地處太行山脈包圍,海沿村周圍都是山,而東北和西北兩個(gè)方向的山比較低,容易形成對(duì)流云團(tuán)。另外,離海沿村400米,就是上世紀(jì)80年代建成的海沿水庫(kù)。開闊的水面,直接影響了這里的小氣候環(huán)境。這種地理環(huán)境,為雷暴天氣的形成提供了可能(圖2)。

        付國(guó)振:對(duì)流云團(tuán)經(jīng)過海沿村上空,到了水庫(kù)附近,這里水氣比較多,就是比較濕潤(rùn),它容易使電場(chǎng)加強(qiáng),就是說,容易就近找一個(gè)泄放的通道。

        但是從河北省年雷暴日數(shù)分布圖上看,2002年以前,這里并不是發(fā)生雷暴天氣最多的地區(qū)。那么,是什么原因促使雷電在海沿村釋放呢?一位村民偶然的反映,引起了調(diào)查組的注意。

        這位老人說,過去一個(gè)開采隊(duì),在當(dāng)?shù)卦?jīng)挖到一個(gè)放射性元素的礦體,這個(gè)地方還有很多低品位、不值得開采的鐵礦。

        據(jù)在阜平工作多年的氣象局局長(zhǎng)張新利的了解,現(xiàn)在牛棚的位置曾經(jīng)是河床,因?yàn)樾匏畮?kù)欄了大壩,這里才露出河床。河床的沙子就含有鐵。阜平縣鐵礦比較多,每一條河流每一個(gè)河道都有鐵砂,沿河的農(nóng)民每年都會(huì)弄吸鐵石來吸附鐵砂賣錢。

        難道是海沿村地下的金屬礦引來了雷電?那又為什么這幾年雷災(zāi)發(fā)生的地點(diǎn)大都在奶牛場(chǎng)里,而不在村子里呢?是奶牛場(chǎng)地下的鐵礦砂招來了雷?

        調(diào)查人員決定對(duì)村民經(jīng)歷或目擊過的雷擊地點(diǎn)精確定位,并對(duì)周邊的山巒進(jìn)行電磁場(chǎng)和土壤電阻測(cè)試,一個(gè)預(yù)想中的結(jié)果出現(xiàn)了。

        張新利(阜平縣氣象局長(zhǎng)):從檢測(cè)來看,山上電阻率相當(dāng)高,都在一千歐姆以上。河床上相對(duì)電阻率要低,跟山上差了10倍以上,河床呢,離水面相對(duì)比較近,潮濕,導(dǎo)電性就強(qiáng),……所以很容易形成這個(gè)雷電通道。

        從檢測(cè)結(jié)果可以斷定;地下水位偏高的河床和含鐵的礦砂使得建在這里的奶牛場(chǎng)頻繁遭遇雷災(zāi)。但是,據(jù)村里的人回憶,別說河床,整個(gè)海鹽村范圍里從來就沒有發(fā)生過雷電擊傷人畜的事件。那么,到底是什么原因引發(fā)了這8次雷劈奶牛的事件呢?

        調(diào)查組面臨著困惑和壓力,他們必須趕在夏天到來之前查清原委,否則村民將可能再次承受不可琢磨的雷擊造成的恐懼和經(jīng)濟(jì)損失。

        在擠奶大廳,調(diào)查人員找到了另一個(gè)可疑點(diǎn)——鋼架結(jié)構(gòu)。難道鋼結(jié)構(gòu)是招致雷災(zāi)的罪魁禍?zhǔn)?

        46個(gè)牛棚全部是鋼架結(jié)構(gòu),相當(dāng)于鋪了一層鋼材。鋼材導(dǎo)電性能相當(dāng)好,當(dāng)對(duì)流云團(tuán)在上面經(jīng)過的時(shí)候,在這些鋼架結(jié)構(gòu)上感應(yīng)出相反的高電壓,相反的電荷和雷云互相吸引,然后擊穿空氣形成一個(gè)放電通道(圖3)。

        但是,這似乎也站不住腳,城市里的摩天大樓也是鋼結(jié)構(gòu),而且高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于牛棚和擠奶大廳,它們?yōu)槭裁茨芎屠纂姾推较嗵?難道這另有原因?

        付國(guó)振:最主要的原因就是咱們做牛舍的時(shí)候,大量地采用這個(gè)鋼架結(jié)構(gòu),鋼架結(jié)構(gòu)面積比較大,沒有考慮防雷接地設(shè)施……

        如果引雷的罪魁禍?zhǔn)资菦]有防雷設(shè)施的鋼結(jié)構(gòu),那么雷電為什么專劈奶牛而不傷及近在咫尺的人?難道雷電長(zhǎng)了眼睛?

        張新利:雷落地以后形成一個(gè)強(qiáng)大的磁場(chǎng),使周圍的導(dǎo)體、導(dǎo)線,感應(yīng)上高電壓,高電流。

        就是說,感應(yīng)使鋼管帶上了電。我們?cè)倏匆幌屡3圆輹r(shí)的情形,為了讓牛固定在一處吃草,而不和其他牛爭(zhēng)搶,村民們把牛脖子夾在一個(gè)鋼柵欄里,甚至用鐵鏈

        子拴在柱子上。擠奶的時(shí)候也同樣。原先干燥時(shí)近乎絕緣的牛毛,雨天被淋濕成了導(dǎo)體,使得電流能夠順利通過,在牛的四條腿之間形成了跨步電壓,從而擊倒了奶牛。那么,為什么站在奶牛近處的村民卻沒有因跨步電壓而被擊倒呢?

        付國(guó)振:人在喂牛的時(shí)候,兩腿基本上是并攏的,這樣兩腿之間形不成電壓差,他是安全的。

        人們?cè)趧趧?dòng)時(shí)即便是雙腿分開,距離一般也不會(huì)超過0.5米,而牛站立時(shí)前后腿之間的距離卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.5米,所承受的跨步電壓顯然要大得多(圖4)。

        張新利:0.8米,是人類比較安全的這么一個(gè)距離,如果大于0.8米,人體就會(huì)受到跨步電壓的影響。

        在雷暴天氣時(shí),為了安全,不能大跨步走路就是這個(gè)道理。這樣看來,奶牛是被感應(yīng)雷和跨步電壓共同擊死的。就在我們認(rèn)為真相已被揭開時(shí),專家告訴我們說,奶牛并不是直接被雷電擊死的。

        付國(guó)振:牛很少是因雷電直接擊中而死亡的,因?yàn)槔纂娭苯訐糁信P呐K的幾率不太大。

        原來,奶牛被感應(yīng)雷電流擊暈后,癱倒在地,被鋼架勒住了脖子,這時(shí)的大牛因體形笨重,往往無法掙脫鋼架,最后窒息而死。那么前面講到的劉文春家的奶牛在野外被雷劈死,又是因?yàn)槭裁茨?其實(shí)這也是感應(yīng)雷。

        如果奶牛是死于直接雷擊,強(qiáng)大的雷擊會(huì)把樹木連同奶牛一起劈開。問題出在拴大牛用的鐵鏈子上。當(dāng)對(duì)流云團(tuán)經(jīng)過時(shí),遇到高聳的樹木產(chǎn)生放電現(xiàn)象,使鐵鏈子產(chǎn)生感應(yīng)電流,瞬間擊暈了體形笨重的大牛,大牛倒下,鐵鏈子死死卡住了牛脖子,導(dǎo)致奶牛窒息而死。

        至此,海沿村雷擊奶牛事件的真相水落石出。專家們根據(jù)情況迅速提出對(duì)策,在村中不同位置不同方向布置了11個(gè)避雷針;對(duì)擠奶大廳的鋼架結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了接地改造,使海沿村處于防雷設(shè)施的保護(hù)中。

        2007年,雷暴天氣依然在阜平縣登陸,但是這個(gè)夏天,雷災(zāi)溫順地繞過了海沿村。

        袁龍:……5月份響雷比較頻繁,……但今年沒有發(fā)生雷擊事故,而且我們感覺到這個(gè)雷啊,響聲啊感覺都比較遠(yuǎn),我想這可能是我們防雷措施起了一定作用了。

        近年來我國(guó)受到雷災(zāi)襲擊的大部分是農(nóng)村地區(qū),為此國(guó)家氣象局把工作重點(diǎn),從城市防雷為主轉(zhuǎn)向了農(nóng)村與城市防雷并舉。同時(shí),更加重視宣傳指導(dǎo),讓群眾了解掌握科學(xué)躲避雷電襲擊的方法,使生命財(cái)產(chǎn)得到最大的保護(hù)。

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