雷电炸掉建筑物（闪电能摧毁建筑物吗）

东方明珠遭雷击

建成于1995年的东方明珠电视塔一直是上海人心中的骄傲所在，也是浦东的标志性建筑之一。8月10日夜，一道明亮的闪电击中这座468米的高塔尖端，瞬间使东方明珠刷屏网络。

东方明珠遭闪电击中

有朋友问老粥，说“闪电的能量强大，它能摧毁建筑物吗？现在城市越长越高，我们是否安全？”

嗯，闪电确实能破坏房屋，但你大可不必担心。即便是地球上最强的闪电，它也不会摧毁现代建筑，更不用说像东方明珠这样防护严密的巨塔了。

闪电的破坏力很大

地球上每时每刻都有闪电发生，科学家们估计每年大约有14亿次闪光，平摊到每秒钟是40~50次。加之闪电在地球表面的分布并不均匀，它更多集中于中低纬度的大陆区域，因此我们中的有些人能见到比别人更多的闪电。

城市上空闪电频繁发生

有许多森林大火与人类活动无关，它其实是由闪电引起的。当闪电击中高大的乔木，强大的电流会使树干中的水变成蒸汽，这会使树干炸裂开来。

大树遭雷击炸开

有时候，电流产生的热能会引燃树干酿成森林火灾。

闪电容易引发森林火灾

闪电为什么有这么大的破坏力？

为了探索闪电的秘密，物理学家们做了大量的科学尝试，他们利用探空火箭将导线发射到高空建立放电通道，从而把闪电电流引到地面。测试的结果是，平均每一次闪电携带大约5千兆焦耳的电能，这大致相当于144升汽油所储存的全部能量，而如此巨大的能量通常只在几微秒到0.2秒的瞬间释放出来！

人工引雷进行科学研究

我们都了解一个常识，这就是闪电通常发生于云层。由于空气的强烈对流运动，云层中的过冷水滴和小冰晶碰撞摩擦，与此同时一些下降的冰晶在蒸发出水分子的同时也产生电荷的变化，失去电子的水气上升，得到电子的部分下降，这样在云层的上方产生一个带正电荷的区域，云的下方则密布着负电荷。

强对流云团产生电场

积雨云的底部更接近地面，由于云层下方的负电荷区感应作用，地表渐渐聚集了越来越多的正电荷，同时由于正负电荷相互吸引，地表的正电荷趋向于向高处移动，尽量向树梢、屋顶和塔尖汇聚。如果你在雷雨天站在空旷的地方或者山顶，当感觉到头顶麻酥酥并且头发竖起，就要十分小心，因为地面的大量正电荷汇聚到你的头顶，闪电分分钟会找上你。

正电荷使头发炸开，几分钟后兄弟俩遭到雷击

即便发展到这个阶段，一切都还是安全的，因为空气是不良导体，事实上空气极不容易导电，因此正负电荷们还是相安无事，井水不犯河水。

随着云层中的电荷越集越多，空气中的电场强度越来越高，这时候无论是在云的内部还是云层与地面之间，电荷都在积极地向对方移动，并且通过电离附近的空气分子来建立相互接触的通道。一旦两边的通道打通，强大的电流便沿着这条通道倾泻而下。

闪电通道的建立

闪电的能量是如此巨大，每一次闪光都将传输3万安培以上的电流，有些大的闪电所产生的电流能高达40万安培。当这些大电流穿过物体时，它产生的热能也是惊人的。

建筑物能抵抗闪电吗？

世界上由闪电引发的火灾数不胜数，特别是那些疏于防护的木结构房屋。当闪电击中房顶时，强大的电流会寻找阻抗最低的地方流向地下，而电流所经之处所产生的高温足以点燃任何木材、电线胶皮，同时伤害躲藏在房屋里的人。

伴随着闪电，我们常常会听到一声炸雷，这是电流加热空气所产生的冲击波。同样地，电流击中房屋的时候也会因为冲击波而破碎砖块、墙体，击碎门窗和玻璃。

有许多房屋被闪电摧毁

2013年圣诞节，一个闪电击中了西班牙滨海小镇穆夏的一座修道院，将这座300多年历史的古老建筑付之一炬。

穆夏修道院圣诞节遭雷劈付之一炬

穆夏修道院是一座始建于公元十七世纪的砖木结构教堂，当地人在对其修缮的过程中安装了一个避雷针。但是钟楼一角的避雷针并不足以保护整栋建筑，圣诞节的闪电完美地避开了它，并成功点着了它的木头房顶。

一个避雷针并不足以保护整座建筑

在电闪雷鸣的时候，我们通常都本能地以为只有躲在屋子里才是最安全的，但事实并不总是如此。在强大的电流面前，房屋并不能保护我们，除非我们想办法将电流引开。

避雷器是怎么工作的？

许多人说避雷针是美国发明家富兰克林的伟大贡献，其实在富兰克林提出这个想法的同时，捷克科学家普罗科普·迪维什也用高大的金属杆来制造了一个“天气机器”，从而完美地引开雷暴。而在28年前，俄罗斯人就已经将避雷针安装在57.5米高的涅夫扬斯克斜塔的顶端了。

涅夫扬斯克斜塔的避雷器比富兰克林的发明早了28年

避雷针并不能避雷，恰恰相反，我们叫它“引雷器”似乎更贴切些。我们在前节介绍过，闪电是由云层底部与地面感应电荷之间产生电场、地面正电荷向上运动从而与空气中伸展的负电荷相接形成电流，因此闪电大多击中地面最高的地方，比如树梢或屋顶。避雷针树立于建筑物的高处，它比建筑物更高，因此避雷针的尖端会集聚更多正电荷，它也更容易被闪电击中。

当我们用金属导线一端与避雷针相连，另一端深埋于地下，只要导线的接地良好，那些本来可能击中房屋的强大电流就会沿着电阻更小的导线倾泻进入地下，从而使建筑物完美避开雷击。

避雷针的工作原理图解

现代建筑的避雷器

当了解到闪电的危害，以及避雷针的工作原理后，我们就不难理解为什么绝大多数现代建筑顶端都矗立着长长短短的铁杆子了。实际上，在许多国家的建筑设计规范里，避雷针是必不可少的一环，无论是一两层的民居，还是上百层的高楼大厦，都无一例外地安装了避雷设施。

民房顶上安装了数个避雷针

东方明珠电视塔遭受雷击的画面难得一见，而与之相比，830米高的迪拜哈利法塔则是闪电光顾的常客。因为它更高更接近云层，塔尖集聚的正电荷也更多。

哈利法塔频繁遭到雷击

从来没有人会担心哈利法塔哪一天会不会被雷电摧毁，因为它的尖端安装了一根避雷针，并且有可靠的线路将电流引入地下。

哈利法塔冒险者背后就是细长的避雷针

与哈利法塔以及其它高大建筑一样，上海的东方明珠电视塔顶端也矗立着一根环形避雷器，这使东方明珠得到全面的保护，即便我们看到闪电击中了塔尖，强大的电流对塔身也不会有丝毫影响。

东方明珠塔的尖端也安装了避雷针

讲到这里，我们来做一个回顾：

对流云层中颗粒物运动产导致电荷分布不平衡，强大的电场击穿空气会形成闪电。

云层底部大量负电荷感应地面正电荷，正电荷会向上运动建立放电通道。因此，越是高大的物体越容易遭到雷击。

闪电强大的能量会瞬间产生几万甚至几十万安培电流，这些电流瞬间穿过的物体会产生极高温度，从而点燃树木和房屋，甚至威胁到人的安全。

科学家通过把金属杆树立在建筑的顶端，同时用导线将其与大地相连，利用电流会选择电阻最小路径这一原理，将电流引入地下，从而保护建筑物不被雷电袭击。

东方明珠有科学完善的防雷设施，即便是最强大的闪电击中东方明珠电视塔，它也不会伤害分毫，我们大可不必担心。

避雷针保护了东方明珠，这就是科学

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