廣州塔1小時接閃電6次!閃電能量這麼大,爲什麼廣州塔毫髮無傷?

近日,廣東多地出現連續強降雨,局地出現特大暴雨極端天氣。截至目前,廣東已經發布暴雨預警信息70個。在連續強烈降雨的影響下,廣東境內多條河流已經出現超警洪水,一些城市發生內澇,給當地居民生產生活帶去了巨大困擾。

據相關媒體報道以及民衆反映,4月20日晚上19-20點這一個小時的時間裡,廣州市內的一個標誌性建築-廣州塔竟然連續6次接閃,一些攝影攝像設備精準捕捉到了這一少見且壯觀的景象。

廣州塔-“小蠻腰”

廣州塔,又稱廣州新電視塔,暱稱小蠻腰,位於廣東省廣州市海珠區赤崗塔附近,與珠江新城、花城廣場、海心沙島隔江相望。廣州塔塔身主體高454米,天線桅杆高146米,總高度達到600米,是中國第一高塔,也是國家AAAA級旅遊景區。

廣州塔不僅是一處觀光景點,還是一個地標工程,具有多種功能。塔身168~334.4米處設有“蜘蛛俠棧道”,是世界最高最長的空中漫步雲梯;422.8米處設有旋轉餐廳,是世界最高的旋轉餐廳;塔身頂部450~454米處設有摩天輪,是世界最高摩天輪;天線桅杆455~485米處設有“極速雲霄”速降遊樂項目,是世界最高的垂直速降遊樂項目。

此外,廣州塔還有戶外觀景平臺、2個觀光大廳、懸空走廊、天梯、4D和3D動感影院、中西美食、會展設施、購物商場及科普展示廳等設施。

廣州塔的設計獨特,體型呈兩頭大中間細,形成“細腰”不對稱的體型,這也是其暱稱“小蠻腰”的由來。該塔於2005年奠基,2009年封頂並竣工,2010年9月30日正式對外開放。

閃電的能量有多大?

至於閃電的能量,這涉及到物理學中關於電能和磁場的複雜原理。據科學家的測量,一道閃電的電壓大約在1億伏特左右,電流大約在2萬安培左右。

而一道閃電的時間,即我們所見到的光芒持續的時間,大約在0.1秒左右。將這些數值代入能量計算公式,可以得出一道閃電的能量大約在200兆焦耳(即200萬千焦耳)。

這意味着每道閃電都蘊含着巨大的能量,如果直接擊中建築物或人體,後果將不堪設想。

廣州塔的防雷設計

廣州塔在防閃電方面的設計和措施相當獨特且高效,這主要得益於其先進的防雷系統和精心的設計考慮。否則,閃電的能量那麼大,被閃電直接擊中,對建築物及其內部的人們來說,簡直是災難性的。

首先,廣州塔採用了主動“接閃”的設計。這種設計並非被動地等待雷電的降臨,而是主動吸引閃電,從而保護周邊建築免受雷擊。這種主動引導雷電的裝置被稱爲“引雷針”或“接閃杆”。

引雷針安裝在廣州塔的頂部,當有雷電天氣時,引雷針將起到“接閃”作用,主動吸引閃電擊中。通過這樣的設計,廣州塔實際上成爲了雷電的“安全通道”,將雷電能量導入地下,從而大大降低了周邊建築遭受雷擊的風險。

第二,廣州塔在防雷體系的建設上非常完善。廣州市防雷設施檢測所在爲廣州塔量身打造防雷保護體系時,充分考慮了塔內人員的安全需求。通過科學佈局的接地系統與防護結構,引雷針引導的閃電能量被有效疏導,確保雷擊過程中塔內人員不受任何影響。

即使在雷電頻發的季節,廣州塔內部依然保持着寧靜與祥和,遊客可以安心欣賞窗外的雷電交響,體驗別樣的觀景之旅。

第三,廣州塔還建立了一套雷電預警系統。由於廣州塔塔頂位置有戶外遊玩空間,這套預警系統用於監測廣州塔附近雷暴雲產生的大氣電場,以及雲間閃電和雲對地閃電的發生情況。結合大氣電場預警指標,系統會對廣州塔塔頂戶外遊玩空間進行預警。

當監測到雷電天氣可能發生時,廣州塔管理方將臨時關閉戶外遊玩空間,組織遊客進入室內觀光大廳繼續觀光,並提醒遊客及時調整行程,確保遊客安全。

廣州塔如何“接閃”?

廣州塔進行“接閃”的過程實際上是一個精心設計的防雷系統的工作過程,它結合了建築物自身的結構和專業的防雷設施,以主動吸引和引導雷電,從而保護建築物及其周邊區域的安全。

廣州塔在設計階段就充分考慮了防雷的需求。建築師和工程師們根據廣州地區的雷電活動特點和廣州塔的建築形態,制定了詳細的防雷設計方案。其中,塔頂部的避雷針起到了至關重要的作用。避雷針是一種高聳的金屬桿,通過其尖端效應,能夠吸引並接收雷電產生的電荷。當雷電接近時,避雷針將雷電電流吸引並引導到地面,避免電流通過建築物的主要結構造成損害。

除了避雷針外,廣州塔還利用了其自身的金屬結構進行“接閃”。廣州塔的建築結構中含有大量的金屬構件,這些金屬構件具有良好的導電性能。在雷電天氣中,這些金屬構件與避雷針一起,形成了一個完整的導電網絡,能夠將雷電電流迅速導入地下。

同時,廣州塔的防雷系統還包括了接地裝置。接地裝置是防雷系統的重要組成部分,它能夠將雷電電流安全地導入地下,避免對建築物和人員造成危害。廣州塔的接地裝置經過精心設計和施工,確保了其良好的導電性能和穩定性。

在雷電天氣發生時,當雷電雲層接近廣州塔時,避雷針和金屬結構開始發揮作用。避雷針通過其尖端效應吸引雷電電荷,並將其引導到建築物的金屬結構上。然後,雷電電流通過金屬結構迅速傳導到接地裝置,最終安全地導入地下。

這樣,廣州塔就完成了“接閃”的過程。值得注意的是,廣州塔的“接閃”過程並非一蹴而就,而是需要整個防雷系統的協同工作。最終確保塔內人員和設施的安全。