漫谈雷电及雷电天气
发布时间：2022-12-14 09:44:35
漫谈雷电及雷电天气
随着人类社会的发展，人们对环境的影响也越来越大。自然灾害性天气越来越多，也越来 越严重。雷电天气就是其中之一，每年由于雷击造成的人员、财产损失都非常大。例如：今年 夏季重庆市开县一小学两间教室由于雷击造成当场 7人死亡、2 人重伤、其余几十人昏迷的惨剧。 因此，普及有关雷电知识加强雷电防范就显得越来越重要。
一、雷电的形成：
（一）积雨云的形成：雷电是一种剧烈的大气放电现象，通常发生在积雨云当中。这类积 雨云又叫雷暴云， 它是由于地面的热空气携带大量水汽不断升到空中所致。 它的形成必须具备 三个条件：一是空中要有充足的水汽。二是强烈的空气上升运动，空气上升绝热膨胀降温， 空 气中的水汽含量容易达到饱和和过饱和状态， “多余”的水汽便容易凝结成云了。三是环境能 不断提供云体增长的能量（层结不稳定） 。在夏季的午后，空气潮湿，太阳辐射增强，温度快 速升高，暖湿气流迅速上升，天气闷热无风， 若闷热得很厉害，淡积云快速发展成浓积云和积 雨云，就会出现雷暴。 一次雷暴过程并不只是一块雷暴云， 而往往是由几个或更多个处于发展 阶段的雷暴单体所组成。 这些单体虽处于同一个雷暴云里， 但每个单体内的环流一般是独立存 在的。在每个单体之间，一般都有空隙，这里上升气流很弱，或有下沉气流。这些多单体的雷 暴云所包含的每个单体也不是固定不变的，而处于不断新生和消失的新陈代谢过程中。因此， 尽管每个单体的生命期有限， 而一个多单体的雷暴云， 作为一个整体而言， 却可维持好几个小 时。待到最后一个雷暴单体消失而不再出现新单体时，一次雷暴过程才告结束。
（二）雷雨的形成：上述雷暴云我们又称为雷雨云。在雷雨云里，空气动荡不定、上下翻 腾，云的上部温度低于0C的云滴互相碰撞，在冰晶上面冻结，使冰晶变大。当冰晶增大成大 水滴。一些大水滴再通过破裂，及与其它小云滴碰撞并增大，水滴又不断变大和变多。 于是一 部分大水滴就落到地面， 成为雨；另一部分随气流上长到云顶附近冻结成小冰珠， 小冰珠随气 流的升降，来回反复，合并增大，落到地面便是冰雹。一块雷雨云就好象是一架庞大的机器， 它把大量的水汽“制造”成雨滴、冰雹。同时，由于雷雨云中的微粒相互摩擦，使得一部分原 子最外层电子脱离原子的束缚而带电。 在积雨云之间或积雨云与地面之间。 由于积雨云内空气 所含的水蒸气比干燥空气多， 而电荷极易吸附在水珠表面， 故积雨云可积聚许多电荷， 引起大 规模的闪电和巨大的雷响。
（三）闪电的形成：A、实验基础：找一个小电池，从电池的正负两极各引出一根电线，然 后把两根电线头互相碰一碰，就会发现线头附近冒出火花，同时还有“叭、叭”的声音。这是 因为，两个线头相距很近、没有完全接触上， 电流可以从空气中通过，把线头间那一个小区域 的空气灼热击穿，形成一个小爆炸，发出了光亮和响声。这个现象名叫“火花放电” 。它和天 空中发出的电闪雷鸣的道理一样。 天空中的雷电， 就是在两块带电的云层之间， 在云层与地面 之间，或者在一块云的不同部位之间放电的结果。
B、实际分析：我们知道，雷雨云中的气流，每时每刻都在激烈地翻腾着，这样一来，温 度低于0C的云滴、冰晶或霰粒之间便发生剧烈的碰撞或摩擦，因而破裂分离，同时就帯上了 正负不同的电荷。 带正电的小冰晶被气流带到云的顶部， 而带负电的大冰晶较重， 则下沉到云 的下层，融化为带负电的水滴。 这时水滴受上长气流的冲撞， 又分裂成许多带负电的小水滴或 带正电的大水滴，带正电的大水滴集中到云底，带负电的小水滴又被上长气流抬高。这样， 在 云的不同部位就积聚着不同的电荷， 它们之间的电位差愈来愈大， 到一定程度就会“吐火挥鞭” ——剧烈地放电。 例如线状闪电， 它是由一个很暗的先导闪击开始的。 先导闪击是沿着一条路 径一步一步地伸向地面的，这种情况叫做“逐级向下的先导闪电” 。但是，先导闪击有时也会 毫不停留地一直向下延伸， 这种情况叫做 “直窜先导闪电”。紧跟在先导闪击之后的是主闪击。 紧接着主闪击而来的是一系列的放电，它们的数目可达到 20个以上，整个放电过程可持续半 分钟。完成一次放电的时间是如此短暂， 从而使每次放出的电流都十分巨大， 可以达到 1 万安 培，甚至超过10万安培。闪电的电流一般在10微秒左右达到峰值（10〜100千安），在峰值
电流之前电78流上升率达最大值（约 10千安/微秒）。云地电位差一般为10〜10伏，一次输送 约20库电荷，所
以一次闪电的能量约为 2X（ 10〜10
