雷电

本书是一部科学专著，也是一部雷电百科全书，全面描述了与雷电相关各个方面的综合知识。主要包括雷电研究历史、雷电特征、雷暴云电荷结构、各种类型雷电、人工引雷、雷电产生氮氧化物、闪电定位系统、雷电危害和雷电防护等内容。本书用很大篇幅的章节详细描述了下行负地闪及其各个阶段特征，重点在于描述雷电的整体过程，而不是只关注各个子过程。除了下行负地闪外，书中还分章节细致描述了正闪、双极性闪电、云闪、上行闪电、日本冬季雷电和球形闪电。作者Rakov教授和Uman教授提供了大量闪电照片以及雷暴云、先导、回击的电流和电场等实测数据。人工引雷章节中包括带有接地导线的小火箭穿过雷暴云从而引发雷电和其他引雷方法，这些实验为研究和分析自然闪电提供了便利。本书还包括雷电电磁波的传播，雷电对于人和动物的危害以及其他行星中的闪电等内容。书中还讨论了一些之前其他书籍没有提到过的主题，如中高层大气雷电效应和远程雷电等，这些现已成为雷电科学研究者关注的热点。航空专家们会从本书雷电与飞机器章节中发现大量有价值的信息，工程师们也会从相应章节找到他们所需要的地面物体雷电防护的大量信息。书中配有300多张高质量描图和珍贵照片，70多张表格，6000多份参考文献和书目。雷电科研工作者通过本书可以一览涵盖物理学、气象学、生物学、电学、建筑学、化学等学科的雷电科学知识，走向雷电科学与研究的核心。此外，本书也可供物理学、电力工程、通信工程、计算机、航空航天、气象学、生态学和建筑学等专业技术人员以及其他任何对雷电感兴趣的人员阅读。

洛可夫，1977-1979年为俄罗斯托木斯克工业大学电气工程专业助理教授，1983年获得博士学位。从1978年起在托木斯克理工学院高压研究所进行雷电研究，1984-1994年担任雷电研究实验室主任一职。1985年，Rakov教授被授予高电压工程不错科学家称号，1986年获得苏联发明家称号，1987年获得国家(苏联)科技成果展银奖。1991年起就职于佛罗里达大学电气和计算机工程系，受聘于维也纳技术大学和洛桑瑞士联邦技术学院客座教授。Rakov教授是30多项专利获得者，发表闪电方面论文和技术报告200多篇。
乌曼，于1961年获普林斯顿大学博士学位，1961-1964年担任亚利桑那大学(图森)电气工程系副教授，随后为西屋电气公司(匹兹堡)研究实验室物理研究员，1971年成为佛罗里达大学的教师，现为电气与计算机工程系教授。1975-1985年，Liman教授与他人合作创办了闪电定位和保护公司(LLP)并担任公司总裁。由于在雷电领域做出了突出研究贡献，Uman教授多次受到嘉奖，包括1996年因在闪电探测和保护领域的杰出贡献获得IEEE海因里希赫兹奖章，2001年因对地球及其大气电学和电磁学阐述和理解做出杰出贡献获得美国地球物理学联合会约翰亚当弗莱明奖章。在闪电领域方面，Uman教授还编著了另外三本书，发表了近300篇期刊论文和技术报告。
张云峰，男，汉族，1976年出生，江苏高邮人，党员。南京邮电学院光纤通信专业大学毕业(1997)，南京邮电大学电磁场与微波技术专业研究生毕业(硕博连读)(2006)，获工学博士学位。现任南京信息工程大学雷电科学与技术系副教授，硕士生导师。主持、参与并完成重量和省部级科研项目10余项，在靠前外重要学术刊物和会议上发表论文20余篇，申请发明专利2项。多年来一直从事雷电物理和雷电防护等方面教学和科研工作。

译者序
原书前言
第1章引言
1.1历史回顾
1.2雷电类型及术语
1.3雷电主要特征
1.4全球大气电路
1.5雷电能量利用
1.6小结
第2章雷电发生率
2.1引言
2.2雷暴单体和雷暴系统特征
2.3雷暴日
2.4雷暴小时
2.5雷电密度
2.6雷电长期发生率
2.7云闪地闪比例
2.8雷电随季节、位置和雷暴类型变化特征
2.9各种物体雷击发生率
2.10小结
第3章雷暴云电荷结构
3.1引言
3.2积雨云
3.3非积雨云
3.4小结
第4章下行负地闪
4.1引言
4.2概述
4.3预击穿
4.4梯级先导
4.5连接过程
4.6回击
4.7后续先导
4.8连续电流
4.9M分量
4.10J过程和K过程
4.11规则脉冲簇
4.12小结
第5章正地闪和双极性地闪
5.1引言
5.2正闪发生条件
5.3正闪特征
5.4双极性地闪
5.5小结
第6章地物触发上行闪电
6.1引言
6.2概述
6.3电场特性
6.4脉冲电流
6.5高大建筑物雷电流反射
6.6雷击建筑物电磁场
6.7声音输出
6.8小结
第7章人工引发雷电
7.1引言
7.2小火箭引雷
7.3其他引雷技术
7.4结束语
第8章日本冬季雷电
8.1引言
8.2冬季雷暴云形成
8.3冬季雷暴云演变
8.4冬季自然闪电特征
8.5冬季火箭引雷
8.6小结
第9章云闪
9.1引言
9.2概述
9.3云闪UHF-VHF图像
9.4早期阶段
9.5后期阶段
9.6与地闪比较
9.7小结
第10章雷电与飞行器
10.1引言
10.2雷击飞机事件统计
10.3雷电机载研究项目
10.4雷电与飞机相互作用
10.5雷电测试标准
10.6事故
10.7小结
第11章雷声
11.1引言
11.2观察
11.3产生原理
11.4传播
11.5雷电通道声学成像
11.6小结
第12章雷电过程建模
12.1引言
12.2回击
12.3箭式先导
12.4梯级先导
12.5M分量
12.6其他过程
12.7小结
第13章远程雷电：天电，舒曼共振和哨声
13.1引言
13.2理论背景
13.3天电
13.4舒曼共振
13.5哨声
13.6无线电噪声
13.7小结
第14章中高层大气中雷电效应
14.1引言
14.2雷暴云顶部上行闪电通道
14.3磁层低亮度瞬态放电
14.4淘气精灵：电离层底部低亮度瞬态发光现象
14.5逃逸电子、X射线和γ射线
14.6雷电和雷暴云电场与电离层和磁层的相互作用
14.7小结
第15章大气中雷电化学效应
15.1引言
15.2回击通道NO产生机理
15.3实验测定单位能量NO产量
15.4地面电场确定雷电NO产量
15.5闪电外推法计算全球NO产量
15.6高空测量计算NO产量
15.7核爆数据外推NO产量
15.8雷电产生微量气体的传播
15.9原始大气中微量气体和其他星球大气
15.10小结
第16章来自星星的雷电
16.1引言
16.2探测技术
16.3金星
16.4木星
16.5土星
16.6天王星
16.7海王星
16.8结束语
第17章闪电定位系统
17.1引言
17.2电磁场定位技术
17.3磁定向法
17.4时差法
17.5美国国家闪电监测网
17.6干涉仪法
17.7地面光学仪定位
17.8卫星定位
17.9雷达定位
17.10小结
第18章雷电危害及防护技术
18.1引言
18.2雷电危害的基本机制
18.3雷电防护
18.4物体或系统与雷电相互作用
18.5雷电测试标准
18.6小结
第19章雷电对人和动物的危害
19.1伤亡统计
19.2电子学角度
19.3医学角度
19.4人身安全
19.5小结
第20章球形闪电、珠状闪电及其他闪电
20.1引言
20.2球形闪电目击报告
20.3球形闪电统计
20.4球形闪电原理
20.5实验室模拟球形闪电
20.6珠状闪电
20.7其他类型闪电和放电现象
20.8结束语
附录优秀著作推荐
作译者简介

雷电是一种伴有电闪和雷鸣，令人印象深刻的自然放电现象，也是一种具有艺术美感，会引起科学家兴趣的现象。雷电同时也导致了很多问题，全球每年有数百人死于雷电。在美国，雷电每年造成100 多人死亡，还引起可怕的飞机失事导致数十人死亡，幸运的是这些事故只是少数。雷电还会引起森林火灾，点燃爆炸物，导致输电线路与电力系统故障，扰乱控制系统的灵敏电子设备运行。美国每年因雷击停电引起的损失超过10 亿美元。自古以来，人们对雷电一直保持了浓厚的兴趣，而对于雷电的科学探讨和研究始于100 多年前，从那时起发展突飞猛进。科学家需要收集大量信息，并对这些信息进行系统的归纳，然后再以深入浅出的方式提供给大家。Uman 教授在此方面迈出了第一步，他于1969 年编著了《Lightning》一书，并于1987 年和2001 年进行两次修订。《雷电（Lightning：Physics and Effects）》由Rakov 和Uman两位教授合作撰写，作为雷电领域杰出的专家，他们所撰写的这本新书代表了雷电科学技术发展的最高水平，出版这样一本包含大量雷电物理和雷电防护信息的图书是雷电科学史上一件引人注目的大事、Rakov 和Uman 的雷电百科全书为专业人士提供了大量的研究信息和文献信息。和其他雷电书籍相比，本书覆盖范围更广，信息量更丰富，即使在该领域取得了巨大成就的Golde 教授所编写的两卷本《Lightning》（1977 年）也无法与本书相媲美。《雷电》一书的写作非常有特色，几乎所有的章节都从引言开始并以小结结束， 这非常有利于读者识别出那些感兴趣章节的内容或者直接从简明描述中获得特定的主题。首章始于各国雷电神话（包括中国道教雷电的神话），这种写作方式可引起任何一个国家的任何一位捧起此书的读者的兴趣。书中对常见的雷电问题，诸如“雷电能量是否可以存储并加以利用？”“消雷器能否使得雷电提前释放？”“雷电击中人体后是否会导致人体严重烧伤？”等问题给予了既科学又严谨的回答。有关航空飞行雷击事故和球形闪电事件，以及各种与雷电活动相关事件的描述非常具有吸引力。总之，本书为专业和非专业人士摄取雷电知识提供了绝好的参考资料，上乘品质的内容反映了作者卓越的科研经验，当然，一本书覆盖范围再广也无法包括所有内容，比如高大建筑物上电晕离子云与闪电的关系，电晕会影响上行闪电是否触发，也会影响下行闪电的位置等问题本书并没有涉及。虽然本书已经出版10 余年，书中一些令人困惑的现象和部分难以解决的问题部分已经得以解决，但是书中大部分指明的方向仍然是人们当今探索的热点。