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存活率从30%提升至50%！

撰文 | 黄雨佳

审校 | clefable

每年，全世界大约会出现30亿次闪电。这种自然界的强烈放电现象既绚丽又危险，尤其是当放电发生在云层和地面之间时，就可能带来严重的人员伤亡和经济损失。气象局的数据显示，仅2007年一年，我国共发生雷电灾害事故12 967起，造成827人死亡、718人受伤。华南地区和西南部分地区是雷电多发区，广东、海南和云南等省份尤其严重。

如果遇见雷暴天气却忘了带伞，不得不冒着大雨出行，此时你的心中可能会升起隐隐的不安：浑身都是能导电的雨水，会不会更容易被雷劈死呢？一项最近发表于《科学报告》（Scientific Reports）的研究得出了完全相反的结论：相比于没有淋雨的情况，淋雨可能将雷击后的存活率提升70%～90%。

淋湿的头颅

为了探究淋雨对人被雷劈的后果的影响，研究人员根据计算机体层成像（CT）的数据精心制作了两个人头模型。他们用琼脂糖仿制出了人大脑、颅骨和头皮的结构，还通过掺入不同比例的氯化钠、碳黑和石墨，使相应结构具有了与真实情况相同的电导率和相对介电常数。

然后，研究人员把人头模型放在一种特殊的电极装置上，这种装置具有4个独立的电极，分别检测“人头”受到电击后内部不同结构的电流大小。随后，研究人员对每个人头模型以最大电流42kA和电压12kV的强度施加了10次电击。两个模型分别代表头部干燥和淋雨的情况，因此，在每次电击前，研究人员都会给模拟淋雨情况的模型喷洒一定量的盐水。



受电击的人头模型（图片来源：原论文）

研究人员发现，干燥的人头模型受到电击后，头部的平均电压会迅速上升至12kV，相应地，大脑、颅骨和头皮内部的电流首先上升至约110A，随后出现了快速下降，头皮表面的电流在此时开始快速增加。表面潮湿的人头模型在受到电击后虽然也会经历类似的过程，但模型内部的电流上升速率相比于干燥的人头模型有所减缓。

不仅如此，潮湿条件似乎改变了电流在头部的分布。无论是干燥还是潮湿，在头部受到电击后的初始阶段，电流均主要存在于头皮，其次是大脑和颅骨。干燥情况下头皮中的电流占到总电流的81.3%，而在潮湿情况下，这一比例则升高到了90.3%，平均电流更是从733.4A升高至1410.3A，提升了接近一倍。因此，虽然淋雨使得雷击时头部的总电流强度大大增加，但这种电流分布的改变却使流经大脑的实际电流反而变得更小了，平均电流降低了12.5%，比能量平均降低了32.5%。

除了这些抽象的数据记录，研究人员还在结束对模型的10次电击后，检查了两个人头模型的外观。他们发现，相比于“淋雨”的模型，干燥的头部模型的确在电击后受到了更多损害：不仅出现了9个肉眼清晰可见的电击痕迹，还出现了4条裂缝，“人头”摸上去的手感也变得又干又坑坑洼洼，而这些琼脂糖模型最初时摸起来应该是柔软而潮湿的，就像潮湿的皮肤那样。

相较而言，“淋雨”模型的损伤程度则更轻，只出现了4处小穿孔。因此，研究人员推测，“淋雨”后被雷击，头部的烧伤将主要出现在头皮部位而非大脑之中，危害程度更低。可见，同样是被雷劈，相比于干燥情况，淋雨能对大脑起到一定程度的保护作用，不仅降低了电流，还减少了热损伤和机械损伤。



干燥（左）和淋雨（右）情况下受电击的人头模型（图片来源：原论文）

在1986年的一项动物实验中，研究人员就曾发现潮湿可能有助于被雷击后存活：皮肤干燥的动物被雷击后的存活率仅为30%，而皮肤潮湿的动物存活率则“高达”50%。研究人员认为，“淋雨”可能以多种方式提高了存活率：除前面提到的因素外，皮肤上的水还会通过蒸发带走热量，从而降低体表的温度；这些水蒸气还可能将电弧稍稍带离人的体表，从而减轻伤害。

预防雷击

正如前文所述，人体被雷击后，体内的电流首先会迅速增加，而后快速下降。我们可以把人体看作一个电阻，电流从被击中的部位一直流入大地。在电流进出的两端，存在着电势差。根据欧姆定律，随着体内电流增加，这一电势差将迅速增大。当电势差达到某个临界值时，就会沿着人体皮肤表面形成一条电阻远小于人体内部的放电路径，此时绝大部分电流将沿体表进入大地，通过人体内部的电流迅速减小。这种现象名为“表面闪络”（surface flashover）。



表面闪络的产生（图片来源：原论文）

湿润的体表正是通过降低发生表面闪络所需的电压，来减小流经体内的电流。类似地，佩戴金属物体也可能降低这种电压，将电流转移至体表，进而减轻雷击伤害。不过，千万不要以为把自己淋湿并戴上大金链子，就能在雷雨天高枕无忧地漫步了。

虽然表面闪络能将部分电流引到体表，但雷击仍能通过高温、电解、扰乱电信号等其他方式造成严重损伤。特别是心脏这种由电脉冲指导工作的器官，最容易受到影响。而且，在心脏规律运动的不同阶段（P波、Tp、P-R间期、QRS、J点、ST段、T波、Q-T间期和U波），电击造成的损伤大小也不相同。处于左右心室快速复极的T波阶段的心脏对外界电流最敏感，电击造成伤害的可能性也更大。

所以，我们应该如何科学地预防雷击呢？除了直接雷击，雷电还可能通过旁侧闪击、接触电压、跨步电压、引线连通和冲击波这5种方式对人体造成伤害，其核心在于雷电会寻找阻抗最小的路径抵达地面。无论是躲在树下或是未安装适当防雷系统的建筑物内，只要人体成为更佳的路径选择，就可能被击中。因此，遇到雷雨天，我们要尽量减少室外活动，哪怕在室内也要远离墙壁、门窗以及可能引入雷电的金属设备。

遇到雷雨天，在找一棵树躲雨和冒雨狂奔之间，后者可能是更“安全”的选择。