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雷击科学调查

来源:南方都市报     2017年08月20日        版次:AA24    作者:Dawn

    被高达亿万伏的雷电击中是什么感觉?遭遇雷击后可能会有哪些后遗症?雷真的是直接劈到人身上吗?怎样避免“致命之吻”?在雷雨多发的盛夏,听听幸存者的故事。

    “就像身处一个泡泡中”

    去年4月的一个下午,杰米·桑塔纳和几位亲友在亚利桑那州一处山间骑马。乌云渐密,并朝他们这边移动,于是几个人调转马头回家。

    就在即将到家时出事了。他们来到杰米的姐夫亚历杭德罗家旁边时,遭遇了闪电———它锯齿般划过天空。亚历杭德罗当场被击晕,醒来后他发现自己脸朝下趴在地上,浑身疼痛。另两位朋友似乎也被击中,但没受伤。在倒地马匹的另一边,躺着杰米。亚历杭德罗看见杰米的胸部有火苗,吓坏了。他三次用手扑灭,火苗三次重燃起来。直到有邻居过来帮忙,医护人员赶来,他们才意识到发生了什么事——— 杰米被闪电击中了。

    贾斯汀·高杰是在亚利桑那州一个湖泊钓鱼时遭雷击的。那是8月的一个下午,雷暴突然来临,雨越来越大,下起了冰雹,他太太、女儿和儿子先后跑回了车里。冰雹逐渐有高尔夫球大小,砸到头上、身上。贾斯汀只好不钓了,妻子举起了摄像机,想把丈夫冒着冰雹跑回来的样子录下来。然后,一道光闪过屏幕。贾斯汀听到一声巨响,感到极度的痛。“我整个身体都僵住了,无法动弹,”贾斯汀回忆道,“那种痛就像……我没法描述那种痛。我看见白光环绕———就像身处一个泡泡中,一切都是慢镜头。”醒来时,他耳朵嗡嗡响,看到人们俯身看着他。他身上烧伤大约三分之一,从右肩开始,斜穿整个躯干,延续到两腿外侧。

    他的靴子留下了好几处烧过的痕迹,袜子上也有被烧焦的圆点,双脚有硬币大小的伤痕。贾斯汀猜测,闪电可能是先击中他身体上部,再从脚上穿出去的。

    雷击后遗症

    尽管幸存者经常会谈论雷击出入身体的路径,但退休的芝加哥医生、资深雷击研究人员玛丽·安·库珀认为,事后很难准确地描述闪电击中人的路径,闪电留下的痕迹更多地说明了被击者常见的穿戴。

    闪电的电压可达2亿伏特,速度达光速的三分之一。全球每年被雷击致死的人超过4000例,这还只是26个国家报告的案例,其他雷电较多地区,诸如中非,雷击致死数据还在统计中。被击者10人中有9人会幸存下来,但他们会经受一系列短期或长期影响:心脏停搏、癫痫、头昏头痛、肌肉疼痛、耳聋、记忆障碍、注意力不集中、个性变化、慢性疼痛,等等。贾斯汀长期受到应激障碍的折磨,即使3年之后的今天,每逢暴风雨来临、闪电忽隐忽现,他都得躲到浴室的壁柜里才安心,同时用手机随时查看雷电的进程。

    1990年代初,13名幸存者组织了“雷击与触电幸存者国际组织”年会,此后该组织每年春天都会在美国东南部山区召开年会。创始人史蒂夫·马什本表示,他1969年遭受雷击之后,饱受头痛、记忆困难、失眠等问题的困扰,互联网普及之前,人们很难有机会与类似经历的幸存者交流,共同应对各种后遗症。他和妻子运作这个组织近30年,成员将近2000人。

    库珀说,雷击对人脑的影响有点类似于电涌对电脑的影响,表面看完好无损,但控制软件受到了损害。迄今“雷击与触电幸存者国际组织”已阻止了至少22例自杀行为。半夜接到倾诉电话不是稀罕事,有时一聊就是几个小时。

    尽管非常同情这些幸存者,但库珀对他们的一些说法还是持保留意见,比如有人说他们一走进房间,里面的电脑就死机了,或者车库门遥控装置的电池会耗得更快。

    当然,即便经过多年研究,库珀和其他闪电研究专家都承认仍有很多疑问悬而未决。

    “蒸汽爆炸”与“搭便车”

    闪电击中人的速度非常快,因此极少量电流穿过人体,大量的电流只是“闪”过人体外部。

    那些外部灼伤又是怎么产生的呢?库珀说,当闪电“闪”过人体,可能与人体皮肤表面的汗水或雨滴发生接触,液体汽化过程中急剧膨胀,即使很小的量也会造成“蒸汽爆炸”。确实会炸掉衣服,有时连鞋子也炸掉了。不过,更多的时候,只是鞋子内部破损,因为那里正好是热量聚集和蒸汽爆炸的位置,就像贾斯汀靴子里的那些灼痕。

    蒸汽和衣服之间会有多种相互影响的方式,这取决于衣服的料子、质地。皮夹克能锁住蒸汽,灼伤人的皮肤,聚酯纤维会熔化,仅留下一些碎片,通常是接缝处。

    杰米衣服上除了明显的灼痕,当时揣在袋子里的手机熔了,粘在裤子上。由于害怕手机上还残留着闪电的电流,他家人直接把手机扔了。

    差不多40年前,库珀就撰写了关于雷击的研究文章,其中包括66例严重雷击伤害的医学报告。“受害者”通常会失去知觉,约三分之一感觉至少是短暂的手脚麻痹。澳大利亚昆士兰大学医生克里斯·安德鲁说,雷击的强大电流会暂时麻痹心脏。幸亏心脏有一个自然的起搏器,一般会自行重启。问题是雷击也会让大脑中负责呼吸的部位暂时停工。这个系统没有重启功能,被击者氧气供应缺乏,然后心脏再次被迫停跳。当受害者说自己被击晕了,可能他们的呼吸还没有完全终止,最后及时恢复,保证了心脏的运行。

    在利用绵羊所做的实验中,安德鲁注意到电流会进入身体一些关键“入口”,比如眼睛、耳朵、嘴巴。这解释了为什么雷击幸存者的眼睛和耳朵常会受损,有人之后会有白内障,听力出现障碍。更让人担心的是,闪电入耳之后,会迅速抵达脑部控制呼吸的区域。它以搭便车的形式,通过脑部、脊椎周围的液体,抵达别处。一旦接触到血流,会迅速通向心脏。

    直接命中的很少见

    闪电在云中开始形成,有时在离地球表面达7600米的高空。在逐渐接近地面的过程中,电流一直在不断地寻找可以接通的东西。美国气象学家、闪电研究专家罗恩·霍利说,到了距地面大约50米时,它会像钟摆一样,在附近寻找“最容易、最快击中的东西”。候选目标主要是孤立高耸的物体,如树、电线杆、建筑物,偶尔选中人。

    人们通常认为被雷击的概率是百万分之一,根据美国的统计数据,单看一年中的死伤数据,似乎有道理。但霍利认为这个数据有误导性,如果一个人能活80岁,那一生中受雷击概率就提升到了一万三千分之一;再考虑到每个受害者都至少认识10个人,每个人一生中可能受雷击事件影响的比例就更高了:一千三百分之一。

    “劈”这个词让人觉得闪电是直接劈到人身上。但霍利说,雷电实际直接命中人体的情况非常少见,比例不超过3%-5%。杰米应该是被直接击中的,他当时是在荒芜地带骑马,周围没有树或其他较高的物体。贾斯汀认为自己遭遇的是“侧击”或“侧溅”———闪电从先击中的物体上弹起(比如树或电线杆),再跳到旁边的物体或人身上。这种情况更普遍,导致了20 %-30%的死伤。而最普遍的雷击则是电流沿地表运行,击伤了睡在帐篷或茅草棚里的牲畜或人。

    地区差异与贫富差距

    目前发达国家雷击致死案例持续下降,教育并非唯一原因。房屋建造水平提高了,多数工种也转移到了室内。美国每年雷击死亡人数由1990年代初的450人减少到近年的不到50人。但在亚利桑那州,雷击死亡人数与州人口总量之比居高不下,霍利认为主要是荒漠地带的人们在户外待的时间更久,人们漫不经心地往室内走时,乌云中的闪电就伸出了魔爪,甚至暴雨还没到来,悲剧就发生了。相形之下,一些贫困地区的人们就别无选择,那里的人们经常在户外工作,避雷建筑物也很少见。一份研究指出,超过一半的雷击案例发生在印度,然后是孟加拉国和菲律宾。受害者多为年轻人,通常正在农田干活。

    2011年库珀在尼泊尔参加闪电研讨会。她说,乌干达代表理查德·塔什梅列维几乎是流着泪发言的。他的研究表明,就在上个雷雨季节,乌干达因雷击死亡者就有75人,一道闪电就导致中部一所学校18名学生死亡。一些学校的避雷设施毫不安全,屋顶上可能装了避雷针,但竟然没有接地;更糟的是,当地居民有人相信这根避雷针能保护附近所有建筑。而且,当地的房屋也不安全,通常只是用泥和草建成。

    一些雷击事件就这样被漏掉,一家人死于大火,而引燃茅草屋顶的,可能恰恰是闪电。

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    “听到雷声,躲进室内”

    当暴风雨来临,你发现困在离建筑物或车辆较远的地方,该怎么办?一般应该避开山峰、高树或任何水体,寻找沟谷或洼地。人群分散开来,彼此相隔至少6米,以减少群体受雷击风险。别躺地上,这会增加你被地表电流击中的风险,推荐的避雷姿势是蹲着,两脚靠拢。

    不过,霍利指出,没有什么万全之策,“以上办法每一种都有致死的案例”。一般的“避雨场所”在现实面前不堪一击,在雷电面前都可能成为“死亡陷阱”。卫星数据显示,地球上有些地区(一般是靠近赤道)属于雷击密集区,委内瑞拉、哥伦比亚、刚果民主共和国和巴基斯坦都位居10大雷击热点之列。

    最初,防雷击安全行动推广了一种30/30法则,即看到闪电的亮光后,开始数秒,如果数到30前就听到了轰隆隆的雷声,就说明闪电已经近到可以造成威胁。但霍利认为,要分清雷声和哪道闪电关联并不容易。出于简洁易做的需要,如今的建议就是:“听见雷声,躲进室内。”

    来源:《卫报》

    编译:Dawn

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