城市的气候 由于前文提到过的城市热岛效应，大城市因伴有人为的热量排放，所以会比起周边地区更容易形成高温的空气团。这些高温空气团相对于周围的冷空气，就成为了上升气流。而这种气流，会让城市的一部分地区形成与通常天气不同的气候。最近，城市中空调停用的深夜时段也开始出现落雷现象。这是因为办公室、家庭的空调停用时，城市外层的大气会开始冷却，而内层因空调室外机加热而残留的高温空气团会因温度差成为上升气流，在上空发展为雷雨云。 像这样，雷的发生不仅限于自然的气象条件，也与城市的生活方式之间存在关系。 人口密度和雷电 目前，日本气象厅正在调查研究世界各大城市（东京、纽约、巴黎）的平均气温与某段时期内的平均气温的偏差值。根据这项调查可知，截至2000 年的100 年间，东京上升了3 ℃左右，纽约上升了1.5 ℃，巴黎上升了1 ℃。另外，也发现世界的平均气温与正常年份相比，上升了约0.6 ℃。在100 万人口以上的大城市，雷雨天数的增加与气温上升存在相互关联，即气温上升招致了雷雨的形成，进而急剧增加了落雷的概率。近来，在各地的天气预报等信息中，雷电预警的增多，也许就是因为局部地区气温上升所引起的人为气候的表现（图1.23）。 图1.23 世界大城市的气温变动（日本气象厅：“3.5.1 城市热岛效应是什 么”，极端天气报告，2005） 高层建筑落雷 当高层建筑的楼顶安装了避雷针，雷在高空发生时，一定以避雷针为目标发生落雷吗？现实中并不一定是这样的。这是由于当雷雨云位于高层建筑避雷针的上空时，避雷针将产生与雷雨云符号相反的电荷，但这些电荷会因部分放电（电晕放电）被消耗掉一部分，也就是中和掉雷电荷的一部分。这种消除雷电荷的行为称为消雷。 下面总结了世界各地著名的高层建筑的落雷状况。 ●美国的帝国大厦 美国纽约的帝国大厦是著名的高层建筑物。1931 年5 月建成的时候，大楼的高度是381 m，1950 年增加天线以后，高度约达443 m。帝国大厦也是每年有250 万游客参观的旅游胜地（图1.24）。有关人员对帝国大厦的落雷状况进行了14 年的调查研究。根据这项调查可知，14 年里帝国大厦的落雷总次数在300 次以上，要是换算为年平均次数，约为21.43 次。报告指出，据美国的调查，年雷雨天数32 天的地方，150 m 以上的建筑物发生落雷的比例达到了整体的近90%，而且落雷次数基本上与建筑物高度的增加成正比。据统计 ，建筑的高度似乎与落雷存在关联。 帝国大厦的落雷特征是，落雷开始时，出现的几乎都是从大厦指向雷雨云的上行先导放电路径，即属于前文介绍过的升雷。这样的话，建筑自身就起到了避雷针的作用。先导放电路径在第6 节也进行了说明，它其实是破坏大气而形成的细小的等离子线条（参照第2 章第19 节），虽有微弱的发光，但从远处也许并不能看得很清楚。这种先导放电路径的产生，即是让高层建筑引雷的主要原因。 图1.24 帝国大厦（MichaelSlonecker 提供） 在这里，因人为原因引发的落雷被称为“触发落雷”。高层建筑与低层建筑相比，似乎更容易诱发落雷，这种情况也被归在“触发落雷”中。此外，“触发落雷”还包括落在飞机上的雷和因人为爆炸产生的雷，等等。不过，“触发落雷”也被应用于雷电研究中。把连接着接地金属线的小型火箭发射到高空1 km 左右的高度，可以吸引附近的雷电，用这种火箭诱雷已经取得了实际应用效果。 ●加拿大的国家电视塔 加拿大国家电视塔位于加拿大安大略省的多伦多。电视塔建于1976 年，高553 m，是世界最高的独立构造建筑物，每年接待国内外游客约200 多万人。加拿大国家电视塔由于是高层建筑，所以刚才所讲的“触发落雷”的概率也就增大了。 就加拿大国家电视塔的落雷特征来说，因其是先导放电路径指向雷雨云的上升类型，所以发生的雷击多为上行雷，每年冬季都会发生40 次左右（图1.25）。 ●俄罗斯的莫斯科电视塔 莫斯科电视塔是高540 m 的广播电视塔，从1963 年开始建设，1967 年完工。在加拿大多伦多的加拿大国家电视塔建成前的10 年间，它曾是世界最高的建筑物。 图1.25 CN 塔（Bill Wrigley提供） 高层建筑落雷的特点不只是直击塔的顶端，还会如图1.26 所示那样，发生指向天线下部或高楼侧面的侧击雷。低层塔或低层建筑几乎没有发生过侧击雷。在高层建筑中时，我们需要注意之前提过的“触发落雷”造成的直击雷和侧击雷。 图1.26 莫斯科电视塔（E. M. Bazelyan ,Yu. P. Raizer, and lu. P. Raizer:Lightning Physics and Lightning Protection, Institute of Physics, IOPPublishing, 2000）
