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雷電到底是如何形成的？

雷電的生成始于雷云的生成，其實(shí)有幾種云都與雷電有關(guān)，如層積云、雨層云、積云、積雨云，最重要的則是積雨云，即雷云。雷云是由大氣上空的水滴、冰晶和氣體塵埃等組成的巨大的、不透光且?guī)щ姾傻臑鹾谏茐K，其形成的根本原因就是含水蒸氣的氣流運(yùn)動。隨著雷云的不斷發(fā)展聚積，將會引起閃電、雷鳴現(xiàn)象，這就是雷暴。

1）雷暴的分類

雷暴的形成主要是兩種：鋒面雷暴和熱雷暴。

鋒面雷暴是由于在地表流動的兩個氣團(tuán)相遇時，冷氣團(tuán)因密度大而流動在熱氣團(tuán)下方，在兩者交界面上形成相對運(yùn)動并把熱氣團(tuán)猛抬上升，熱氣流形成強(qiáng)大的上升氣柱和渦流，這樣就會形成積云。這時如果熱氣團(tuán)的溫度足夠高和水分足夠多，就可以形成巨大的雷暴烏云。

熱雷暴發(fā)生在山區(qū)。由于陽光照射，山丘及其地面溫度升高，熱氣流因密度小而向天空流動，附近樹木、湖泊和河流等的氣溫較低，周圍相對較冷的氣流向山丘溫度較高、密度較小的地帶集中，同時這些氣流又被山丘地表的高溫加熱而向天空流動，這樣就形成熱雷暴。

2）積雨云的起電機(jī)制

積雨云起電機(jī)制的主要理論有以下三種：

①吸水電荷效應(yīng)。大氣中存在方向向下的電場，使空氣正負(fù)離子分別向下和向上運(yùn)動。中性水滴在電場中也要受到極化，上端出現(xiàn)負(fù)電荷，下端出現(xiàn)正電荷。大水滴在下落時，它的下端吸收負(fù)離子，排斥正離子，由于大水滴下降速度快，故其上端的負(fù)電荷來不及吸收它上方的正離子，所以整個水滴帶負(fù)電。小水滴被氣流帶著向上走，它上端的極化負(fù)電荷將吸收正離子，所以小水滴帶正電。

②水滴凍冰效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水在結(jié)冰時冰會帶正電荷，而未結(jié)冰的水帶有負(fù)電荷，所以當(dāng)云中冰晶區(qū)中的上升氣流把冰粒上面的水帶走，就會導(dǎo)致電荷的分離而使不同云區(qū)帶電。

③水滴破裂效應(yīng)。用強(qiáng)烈氣流吹散空氣中的水滴，較大的殘滴帶有正電，細(xì)微的水滴帶有負(fù)電，這是因?yàn)樗伪砻嬗泻芏嚯娮拥木壒省?/p>

3）雷云放電機(jī)理

由于云中電荷分布不均，形成許多電荷中心，所以云團(tuán)之間、云團(tuán)內(nèi)部和云對大地之間的電場強(qiáng)度都是不一樣的。只有當(dāng)云對大地場強(qiáng)最高并且達(dá)到一定值時才發(fā)生對地放電。同樣，云團(tuán)之間電場強(qiáng)度達(dá)到某一臨界值時也會發(fā)生云間放電。實(shí)際上，絕大多數(shù)放電是發(fā)生在云間或云內(nèi)。

雷云對地放電的機(jī)理：帶有大量電荷的云團(tuán)對大地產(chǎn)生靜電感應(yīng)，大地感應(yīng)出大量異性電荷，使雷云和大地之間形成強(qiáng)大的場強(qiáng)，當(dāng)某一處的電場強(qiáng)度達(dá)到25～30kV/cm時，就會由雷云向大地產(chǎn)生先導(dǎo)放電（少數(shù)情況下雷電先導(dǎo)是由地表向上發(fā)出的）。當(dāng)先導(dǎo)到達(dá)地面或與地面先導(dǎo)相遇時，通過電荷中和形成強(qiáng)烈放電產(chǎn)生雷擊。放電通常不止發(fā)生一次，第一次的電流很大，后續(xù)雷擊電流小得多。

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