雷击奶牛

一个小山村，4年间竟然遭受8次雷击。奇怪的是雷电专劈奶牛，却从不伤人。为什么奶牛会招来雷电，而近在咫尺的村民却安然无恙?

河北省阜平县的海沿村，地处深山，一直是当地的贫困村。2002年，村里申请到了国家扶贫项目——养殖奶牛。同年，救助贫困母亲的幸福工程示范基地也在这里落了户，村民们先后贷款盖起了46个牛棚和1个挤奶大厅，当年就取得了可观的经济效益，一时间，大家都觉得日子有了奔头(图1)。可是没多久，就发生了一件出乎所有人意料的事。

那是5月的一天，下午喂牛的时候，下雨打雷了。雨下得不是很大，一个闷雷响过之后，韩玉文夫妇惊呆了：只听牛叫唤了一声，都躺倒在那里了，舌头吐这么长，出奶又多又听话的牛，可老实呢，就死了。

3头正在产奶的大牛没了，突如其来的打击粉碎了他们的致富梦。

袁龙(村长)：当时我们也没有太在意，认为这是一个比较特殊的事故，一次天灾，击死了就击死了吧。

人们很快就把这事淡忘了。第二年夏天，同样的天灾又向奶农刘文春家逼近。那天，他牵着家里怀孕8个月的大牛和一头小牛，到了村外的地里，突然天空中传来隆隆雷声。

刘文春(村民)：那头大牛用铁链子拴在一棵树干上，小牛用皮绳子拴在另一棵树上。

大雨倾盆而下，刘文春急忙找了间屋子避雨。等雨稍小了一些，他出屋看见大牛倒在了地上，就急忙跑过去，发现大牛已经死去了。刘文春愣住了，刚刚还好好的牛怎么说死就死了呢。

刘文春：大牛让响雷劈死了……惊得我都瘫软了，起不来了，……还指着它挣钱呢，这怎么弄呀，我就光哭，大声地哭……

原本就一贫如洗的家庭雪上加霜。村民们只能安慰他，留得青山在不怕没柴烧嘛，好在被雷击中的只是奶牛，人没事就好。

但老天并没有就此放过海沿村人。2005年7月，十几个村民像往常一样，把奶牛赶到挤奶大厅正准备挤奶。屋外下起了大雨，远处传来隐隐的雷声。就在大伙的眼皮底下，更可怕的事情瞬间发生了。

杨秀冲(村民)：一道火光，在一声响雷后，噌一下子，从奶厅的东门进来，顺着铁架子哗一下就扑进来了。

一道闪电过去，36头奶牛齐刷刷地被击倒，全部瘫在了地上……

但奶牛除了受到惊吓，没有一头被击死。村民们也都安然无恙。可是过了几天，惊魂未定的村民们发现：所有的牛都出现了不良反应，一头曾经一天能产七八十斤奶的牛，连续几天不产奶了。

从此，雷灾年年都来纠缠海沿村的奶牛。4年共有6头奶牛被击死，15头奶牛被击伤，而且伤亡的奶牛都是产奶最多，或即将临产的大牛。这让村里有了迷信的谣传。

袁龙：有的人说是牛犯了天条了，有罪遭罪；有人说是这个人啊，没有发财的命，赶你养好牛了，老天爷就要祸害你一下。

为消除村民的恐慌，村委会决定采取一些防范措施。

袁龙：比如说响雷的时候我们就把电源关掉，正挤奶时先暂停机器……把那些金属栅栏打开，便于牛被击倒时候能把脖子抽出去。

可惜，村委会的努力依然没能阻挡住雷击光顾的步伐。发生在海沿村的雷灾更加频繁了。同时，人们还惊奇地发现，每次雷击，大多发生在牛棚和挤奶大厅，命中的目标总是奶牛，而与奶牛近在咫尺的人都毫发无损。

究竟是什么引来了雷电的频频造访?雷电又为什么偏要挑那些最好的奶牛下手呢?

奇特的雷灾，引起了阜平县气象局的注意。河北省气象局把农村防雷技术作为研究重点，组织了省市县防雷专家，对海沿村的雷灾开始了联合调查。

雷暴天气的形成离不开以下几个要素。

付国振(河北省气象局防雷中心高级工程师)：第一个是首先要有对流云团，天空上部有大的对流，这是一个条件，再一个有湿润的空气。

阜平县地处太行山脉包围，海沿村周围都是山，而东北和西北两个方向的山比较低，容易形成对流云团。另外，离海沿村400米，就是上世纪80年代建成的海沿水库。开阔的水面，直接影响了这里的小气候环境。这种地理环境，为雷暴天气的形成提供了可能(图2)。

付国振：对流云团经过海沿村上空，到了水库附近，这里水气比较多，就是比较湿润，它容易使电场加强，就是说，容易就近找一个泄放的通道。

但是从河北省年雷暴日数分布图上看，2002年以前，这里并不是发生雷暴天气最多的地区。那么，是什么原因促使雷电在海沿村释放呢?一位村民偶然的反映，引起了调查组的注意。

这位老人说，过去一个开采队，在当地曾经挖到一个放射性元素的矿体，这个地方还有很多低品位、不值得开采的铁矿。

据在阜平工作多年的气象局局长张新利的了解，现在牛棚的位置曾经是河床，因为修水库栏了大坝，这里才露出河床。河床的沙子就含有铁。阜平县铁矿比较多，每一条河流每一个河道都有铁砂，沿河的农民每年都会弄吸铁石来吸附铁砂卖钱。

难道是海沿村地下的金属矿引来了雷电?那又为什么这几年雷灾发生的地点大都在奶牛场里，而不在村子里呢?是奶牛场地下的铁矿砂招来了雷?

调查人员决定对村民经历或目击过的雷击地点精确定位，并对周边的山峦进行电磁场和土壤电阻测试，一个预想中的结果出现了。

张新利(阜平县气象局长)：从检测来看，山上电阻率相当高，都在一千欧姆以上。河床上相对电阻率要低，跟山上差了10倍以上，河床呢，离水面相对比较近，潮湿，导电性就强，……所以很容易形成这个雷电通道。

从检测结果可以断定；地下水位偏高的河床和含铁的矿砂使得建在这里的奶牛场频繁遭遇雷灾。但是，据村里的人回忆，别说河床，整个海盐村范围里从来就没有发生过雷电击伤人畜的事件。那么，到底是什么原因引发了这8次雷劈奶牛的事件呢?

调查组面临着困惑和压力，他们必须赶在夏天到来之前查清原委，否则村民将可能再次承受不可琢磨的雷击造成的恐惧和经济损失。

在挤奶大厅，调查人员找到了另一个可疑点——钢架结构。难道钢结构是招致雷灾的罪魁祸首?

46个牛棚全部是钢架结构，相当于铺了一层钢材。钢材导电性能相当好，当对流云团在上面经过的时候，在这些钢架结构上感应出相反的高电压，相反的电荷和雷云互相吸引，然后击穿空气形成一个放电通道(图3)。

但是，这似乎也站不住脚，城市里的摩天大楼也是钢结构，而且高度远远高于牛棚和挤奶大厅，它们为什么能和雷电和平相处?难道这另有原因?

付国振：最主要的原因就是咱们做牛舍的时候，大量地采用这个钢架结构，钢架结构面积比较大，没有考虑防雷接地设施……

如果引雷的罪魁祸首是没有防雷设施的钢结构，那么雷电为什么专劈奶牛而不伤及近在咫尺的人?难道雷电长了眼睛?

张新利：雷落地以后形成一个强大的磁场，使周围的导体、导线，感应上高电压，高电流。

就是说，感应使钢管带上了电。我们再看一下牛吃草时的情形，为了让牛固定在一处吃草，而不和其他牛争抢，村民们把牛脖子夹在一个钢栅栏里，甚至用铁链

子拴在柱子上。挤奶的时候也同样。原先干燥时近乎绝缘的牛毛，雨天被淋湿成了导体，使得电流能够顺利通过，在牛的四条腿之间形成了跨步电压，从而击倒了奶牛。那么，为什么站在奶牛近处的村民却没有因跨步电压而被击倒呢?

付国振：人在喂牛的时候，两腿基本上是并拢的，这样两腿之间形不成电压差，他是安全的。

人们在劳动时即便是双腿分开，距离一般也不会超过0.5米，而牛站立时前后腿之间的距离却远远大于1.5米，所承受的跨步电压显然要大得多(图4)。

张新利：0.8米，是人类比较安全的这么一个距离，如果大于0.8米，人体就会受到跨步电压的影响。

在雷暴天气时，为了安全，不能大跨步走路就是这个道理。这样看来，奶牛是被感应雷和跨步电压共同击死的。就在我们认为真相已被揭开时，专家告诉我们说，奶牛并不是直接被雷电击死的。

付国振：牛很少是因雷电直接击中而死亡的，因为雷电直接击中牛心脏的几率不太大。

原来，奶牛被感应雷电流击晕后，瘫倒在地，被钢架勒住了脖子，这时的大牛因体形笨重，往往无法挣脱钢架，最后窒息而死。那么前面讲到的刘文春家的奶牛在野外被雷劈死，又是因为什么呢?其实这也是感应雷。

如果奶牛是死于直接雷击，强大的雷击会把树木连同奶牛一起劈开。问题出在拴大牛用的铁链子上。当对流云团经过时，遇到高耸的树木产生放电现象，使铁链子产生感应电流，瞬间击晕了体形笨重的大牛，大牛倒下，铁链子死死卡住了牛脖子，导致奶牛窒息而死。

至此，海沿村雷击奶牛事件的真相水落石出。专家们根据情况迅速提出对策，在村中不同位置不同方向布置了11个避雷针；对挤奶大厅的钢架结构也进行了接地改造，使海沿村处于防雷设施的保护中。

2007年，雷暴天气依然在阜平县登陆，但是这个夏天，雷灾温顺地绕过了海沿村。

袁龙：……5月份响雷比较频繁，……但今年没有发生雷击事故，而且我们感觉到这个雷啊，响声啊感觉都比较远，我想这可能是我们防雷措施起了一定作用了。

近年来我国受到雷灾袭击的大部分是农村地区，为此国家气象局把工作重点，从城市防雷为主转向了农村与城市防雷并举。同时，更加重视宣传指导，让群众了解掌握科学躲避雷电袭击的方法，使生命财产得到最大的保护。