廣州近日遭遇持續(xù)性強(qiáng)降雨與雷暴大風(fēng)天氣,。4月20日晚，一段展現(xiàn)廣州塔在一小時內(nèi)連續(xù)遭受六次閃電“暴擊”的視頻在網(wǎng)絡(luò)引發(fā)熱議,，部分公眾擔(dān)憂廣州塔的安全狀況,。然而，實(shí)際上廣州塔具備主動“接閃”功能,，可將雷電迅速導(dǎo)入大地，有效保護(hù)自身結(jié)構(gòu),、內(nèi)部設(shè)備及人員安全,，并降低周邊建筑遭受雷擊的風(fēng)險。

作為中國首座,、全球第三高的旅游觀光塔,，廣州塔塔身高454米，加上天線桅桿共達(dá)600米,。自2009年落成以來,，每逢雷雨天氣，廣州塔與“火龍”般的閃電對接場景便成為市民眼中的震撼景象,。

引雷針主動接閃

事實(shí)上,，廣東塔并不是“被雷劈”而是“主動接閃”。據(jù)了解,，廣州塔的塔尖安裝了雷電防御保護(hù)裝置——“引雷針”,，這和一般建筑上安裝的避雷針不同，引雷針主要安裝在一個片區(qū)內(nèi)相比其他建筑更高大的建筑物頂部,。它與地面通過接地裝置連接,，形成導(dǎo)電通道。

在雷電天氣來臨時,，引雷針能夠利用自身的金屬結(jié)構(gòu)來吸引閃電,，并將電流引入地下,，保護(hù)建筑物本身及其內(nèi)部的設(shè)備和人員免受雷電損害的同時，也可以降低廣州塔周邊建筑遭到雷擊的概率,。

掩入云端的廣州塔,。圖源廣州塔官方

那么，為何廣州塔會頻頻接閃,？關(guān)象石表示,，“廣州地處北回歸線以南，屬于南亞熱帶濕潤季風(fēng)區(qū),，熱量和水汽充沛,、雷雨多且季節(jié)長，接閃次數(shù)多是自然的,?！?/p>

廣東省雷電監(jiān)測網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，廣州塔所處區(qū)域年平均雷擊大地密度高達(dá)29次/（年·平方公里）,，屬于強(qiáng)雷暴區(qū),。廣州塔總高度600米，而產(chǎn)生雷電的積雨云層的高度是500米至800米,，在雷雨天氣里,，廣州塔上端正好位于雷云內(nèi)部，加上尖端放電效應(yīng),，廣州塔在積雨云到來時,，頻繁“接閃”就不可避免。

另一方面，這次廣州塔接閃頻繁也與近期廣州的強(qiáng)對流天氣有關(guān)。記者從中國氣象局了解到,，19日至20日14時,，廣東全省各級氣象部門發(fā)布暴雨預(yù)警信號235站次，其中紅色25站次，發(fā)布雷雨大風(fēng)預(yù)警信號189站次。今明兩天，廣東中南部等地還將有8-10級雷暴大風(fēng)或冰雹天氣,。

頂腰底均有防雷設(shè)計(jì)

有了頂部的引雷針，再加上腰部和底部的防護(hù)裝置,，廣州塔的一共擁有三重防雷保護(hù),。根據(jù)廣州塔公開宣傳資料，早在建筑設(shè)計(jì)階段,，廣州塔就委托廣州市防雷設(shè)施檢測所對閃電雷擊風(fēng)險作了評估,，并請防雷專家專門制定了一整套防雷保護(hù)措施。

廣州塔防雷系統(tǒng)設(shè)計(jì)師,、廣州市設(shè)計(jì)院高級工程師林佩仰曾在采訪中表示,，由于廣州塔塔身較高且頂部帶有天線桅桿,，從云層直接打到天線桅桿的直擊雷是防雷首先要考慮的對象。

為此,，設(shè)計(jì)師在天線桅桿上專門安置了防雷接閃裝置,，并在塔身頂部設(shè)計(jì)了避雷網(wǎng)格，由它和塔身金屬鋼外筒,、塔底的接地網(wǎng)格共同組成雷電的傳導(dǎo)線路,。一旦發(fā)生直擊雷電，云層傳來的電流可以順著天線桅桿傳導(dǎo)到避雷網(wǎng)格,，再沿著塔身金屬鋼外筒,、塔底的接地網(wǎng)格傳到地下，不對塔身造成傷害,。

除了塔頂可能遭遇直擊雷,，高層建筑可能會發(fā)生側(cè)擊。關(guān)象石表示,，越高的建筑物遭到側(cè)擊的概率越大,。2020年4月13日，有目擊者見到東方明珠頂部燃燒得像一支火柴,。起火原因正是強(qiáng)雷側(cè)擊打中了塔頂發(fā)射天線,，引起天線外罩燃燒。

考慮到側(cè)面也可能被側(cè)擊雷擊中,，廣州塔塔身的各樓層金屬欄桿,、金屬門窗和玻璃幕墻等都直接跟塔身的防雷裝置聯(lián)結(jié)，且聯(lián)結(jié)點(diǎn)不少于兩處,，確保側(cè)擊雷帶來的電流也可以順著防雷裝置被引到地面。

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,，廣州塔也充分考慮了防雷擊的需求,。塔身采用了鋼筋混凝土和鋼材的混合結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不僅堅(jiān)固耐用,，而且具有良好的導(dǎo)電性,。“廣州塔利用塔頂?shù)匿摻Y(jié)構(gòu)（引雷針）作為接閃桿,；塔身的結(jié)構(gòu)鋼筋（垂直鋼筋數(shù)不勝數(shù)）作為可利用的自然引下線,；塔基內(nèi)的鋼筋網(wǎng)作為自然接地體，既安全可靠,，又經(jīng)濟(jì)合理,，這是完全符合國家和國際防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的，并且有很大的裕度,?！标P(guān)象石表示,。

同時，廣州塔還建設(shè)了雷電預(yù)警系統(tǒng)設(shè)備,，用于監(jiān)測廣州塔附近雷暴云產(chǎn)生的大氣電場,，以及云間閃電和云對地閃電的發(fā)生情況，結(jié)合大氣電場預(yù)警指標(biāo)對廣州塔塔頂戶外游玩空間進(jìn)行預(yù)警,。當(dāng)監(jiān)測到雷電天氣可能發(fā)生時,，系統(tǒng)會自動啟動防雷措施，如關(guān)閉部分設(shè)備,、引導(dǎo)游客撤離等,，以減少雷擊帶來的損失。

廣州塔到底能承受多大雷擊,？

我們知道,，閃電發(fā)生的電流通常可達(dá)上萬安培,，有的超級閃電的功率甚至可達(dá)幾十幾百億千瓦,，比三峽水電站同時間的能量釋放高出百千倍。那么廣州塔的這些防雷設(shè)計(jì)到底能承受多大的雷擊,？

對此,，林佩仰曾直言：廣州塔的防雷設(shè)計(jì)已經(jīng)超過了現(xiàn)有建筑防雷技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，部分設(shè)備的防雷能力甚至達(dá)到了軍火倉庫的程度,。

“不用擔(dān)心是否能承受多大和多少次的多重雷擊,。”關(guān)象石也坦言,，“從外部防雷（又稱直擊雷防護(hù)）角度看,，廣州塔應(yīng)該是安全可靠的，但是要特別注意‘二次雷’,，即雷擊電磁脈沖（LEMP）對電氣和電子系統(tǒng)的損害,。”

資料顯示,，雷擊電磁脈沖是地閃回?fù)暨^程產(chǎn)生的瞬時電磁場及其強(qiáng)大閃電流,。建筑物內(nèi)通常敷設(shè)著各種電源線、信號線和金屬管道(如供水管,、供熱管和供氣管等),，這些線路和管道常常會在建筑物內(nèi)的不同空間構(gòu)成環(huán)路。當(dāng)建筑物遭受雷擊時,，雷電流沿建筑物防雷裝置中各分支導(dǎo)體入地,，流過分支導(dǎo)體的雷電流會在建筑物內(nèi)部空間產(chǎn)生暫態(tài)脈沖電磁場。過強(qiáng)的LEMP對建筑物、人身和各種電氣設(shè)備及管線都會有不同程度的危害,。