簡述雷電是怎么形成的雷電活動有什么規(guī)律
簡述雷電是怎么形成的雷電活動有什么規(guī)律
雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現象，那么你對雷電的形成了解多少呢?一起和學習啦小編來看看雷電是怎么形成的吧!
雷電的形成
1、對流云初始階段的“離子流”假說
大氣中存在這大量的正離子和負離子，在云中的雨滴上，電荷分布是不均勻的，最外邊的分子帶負電，里層的帶正電，內層比外層的電勢差約高0、25V。為了平衡這個電勢差，水滴就必須優(yōu)先吸收大氣中的負離子，這就使水滴逐漸帶上了負電荷。當對流發(fā)展開始時，較輕的正離子逐漸的被上升的氣流帶到云的上部;而帶負電的云滴因為比較重，就留在了下部，造成了正負電荷的分離。
2、冷云的電荷積累
當對流發(fā)展到一定階段，云體伸入0℃層以上的高度后，云中就有了過冷水滴、霰粒和冰晶等。這種由不同相態(tài)的水汽凝結物組成且溫度低于0℃的云，叫冷云。冷云的電荷形成和積累過程有如下幾種：
① 過冷水滴在霰粒上撞凍起電
在云層重有許多水滴在溫度低于0℃時也不會凍結，這種水滴叫過冷水滴。過冷水滴是不穩(wěn)定的，只要它們被輕輕地震動一下，就馬上凍結稱冰粒。當過冷水滴與霰粒碰撞時，會立即凍結，這叫撞凍。當發(fā)生撞凍時，過冷水滴外部立即凍成冰殼，但它的內部仍暫時保持著液態(tài)，并且由于外部凍結放的潛熱傳到內部，其內部液態(tài)過冷水的溫度比外面的冰殼高。溫度的差異使得凍結的過冷水滴外部帶上正電，內部帶上負電。當內部也發(fā)生凍結時，云滴就膨脹分裂，外表皮破裂成許多帶正電的冰屑，隨氣流飛到云層上部，帶負電的凍滴核心部分則附在較重的霰粒上，使霰粒帶負電并留在云層的中下部。
?、?冰晶與霰粒的摩擦碰撞起電
霰粒是由凍結水滴組成的，成白色或乳白色，結構比較松脆。由于經常有冷水滴與它撞凍并釋放潛熱，它的溫度一般比冰晶高。在冰晶中含有一定量的自由離子(OH-和H+)，離子數隨溫度升高而增多。由于霰粒與冰晶接觸部分存在著溫度差，高溫端的自由離子必然要多于低溫端，因而離子必然從高溫端向低溫端遷移。離子遷移時，帶正電的氫離子速度較快，而帶負電的較重的氫氧根離子則較慢。因此，在一定時間內就出現了冷端氫離子過剩的現象，造成了高溫端為負，低溫端為正的電極化。當冰晶與霰粒接觸后，又分離時，溫度較高的霰粒就帶上了負電，而溫度較低的冰晶就帶上了正電。在重力和上升氣流的作用下，較輕的帶正電的冰晶集中到云的上部，較重的帶負電的霰粒則停留在云層的下部，因而造成了冷云的上部帶正電而下部帶負電。
?、?水滴因含有稀薄鹽分而起電
出了上述冷云的兩種起電機制外，還有人提出了由于大氣中水滴含有稀薄鹽分而產生起電機制。當云滴凍結時，冰的晶格中可以容納負的氯離子，卻排斥正的鈉離子。因此，水滴凍結的部分帶負電，而未凍結的部分帶正電(水滴凍結時是從里向外進行的)。由于水滴凍結而成的霰粒在下落的過程中，摔掉表面還未來得及凍結的水分，形成許多帶正電的小云滴，而凍結的核心部分則帶負電。由于重力和氣流的分選作用，電正點的小滴被帶到云的上部，而帶負電的霰粒則停留在云的中、下部。
3、暖云的電荷積累
在熱帶地區(qū)，有一些云整個云體都位于0℃以上區(qū)域。因而只含有水滴而沒有固態(tài)水粒子。這種云叫暖云或水云。暖云也會出現雷電現象。在中緯度地區(qū)的雷暴云，云體位于0℃等溫線一下的部分，就是云的暖區(qū)。在云的暖區(qū)里也有起電過程發(fā)生。
在雷雨云的發(fā)展過程中，上數機制在不同的發(fā)展階段分別起作用。但是，最主要的帶電機制還是由于水滴凍結造成的。大量觀測事實表明，只有當云頂呈現纖維狀，絲縷結構時，云彩發(fā)展成為雷雨云。飛機觀測發(fā)現，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒為主的大量云粒子，而且大量電荷的積累即雷雨云迅猛帶電機制，必須依靠霰粒生長過程的碰撞、撞凍和摩擦等才能發(fā)生。
雷電活動的規(guī)律
1、雷電活動的一般條件如下。
(1)地質條件：土壤電阻率的相對值較小時，就有利于電荷很快聚集。局部電阻率較小的地方容易受雷擊;電阻率突變處和地下有導電礦藏處容易受雷擊;實際上接地網電阻率，會增大雷擊概率。
(2)地形條件：山谷走向與風向一致，風口或順風的河谷容易受雷擊;山岳靠近湖、海的山坡被雷擊的概率較大。
(3)地物條件：有利于雷雨云與大地建立良好的放電通道?？諘绲刂械墓铝⒔ㄖ?，建筑群中的高聳建筑物容易受雷擊;大樹、接收天線、山區(qū)輸電線路容易受雷擊;符合尖端放電的特性，基站鐵塔建成后也會增大雷擊的概率。
2、根據工程經驗，下列地點可能是雷害發(fā)生概率較高的地點。
(1)10m深處的土壤電阻率r10發(fā)生突變的地方。
(2)在石山與水田、河流交界處，礦藏邊界處，進山森林的邊界處，某些地質斷層地帶。
(3)面對廣闊水域的山岳陽坡或迎風坡。
(4)較高、孤立的山頂。
(5)以往曾累次發(fā)生雷害的地點。
(6)孤立桿塔及拉線，高聳建筑群及其他接地保護裝置附近。
雷電的種類
雷電分直擊雷、電磁脈沖、球形雷、云閃四種。其中直擊雷和球形雷都會對人和建筑造成危害，而電磁脈沖主要影響電子設備，主要是受感應作用所致;云閃由于是在兩塊云之間或一塊云的兩邊發(fā)生，所以對人類危害最小。
直擊雷就是在云體上聚集很多電荷，大量電荷要找到一個通道來泄放，有的時候是一個建筑物，有的時候是一個鐵塔，有的時候是空曠地方的一個人，所以這些人或物體都變成電荷泄放的一個通道，就把人或者建筑物給擊傷了。直擊雷是威力最大的雷電，而球形雷的威力比直擊雷小。
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