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雷   电

雷   电

文章来源：中国安全教育网

    雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。

一、定义

  雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷风。积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。

二、形成的原因

  由于云层相互摩擦、碰撞而使不同的云层带不同的电，当电压达到可以穿过空气的程度以后，临近的两片云层会发生放电现象，产生电花和巨大的响声。肉眼看到的一次闪电，其过程是很复杂的。当雷雨云移到某处时，云的中下部是强大负电荷中心，云底相对的下垫面变成正电荷中心，在云底与地面间形成强大电场。在电荷越积越多，电场越来越强的情况下，云底首先出现大气被强烈电离的一段气柱，称“梯级先导”。这种电离气柱逐级向地面延伸，每级梯级先导是直径约5米、长50米、电流约100安培的暗淡光柱，它以平均约150000米/秒的高速度一级一级地伸向地面，在离地面5—50米左右时，地面便突然向上回击，回击的通道是从地面到云底，沿着上述梯级先导开辟出的电离通道。回击以5万公里/秒的更高速度从地面驰向云底，发出光亮无比的光柱，历时40微秒，通过电流超过1万安培，这即第一次闪击。相隔几秒之后，从云中一根暗淡光柱，携带巨大电流，沿第一次闪击的路径飞驰向地面，称直窜先导，当它离地面5—50米左右时，地面再向上回击，再形成光亮无比光柱，这即第二次闪击。 接着又类似第二次那样产生第三、四次闪击。通常由3—4次闪击构成一次闪电过程。一次闪电过程历时约0.25秒，在此短时间内，窄狭的闪电通道上要释放巨大的电能，因而形成强烈的爆炸，产生冲击波，然后形成声波向四周传开，这就是雷声或说“打雷”。

三、闪电的结构

  被人们研究的比较详细的是线状闪电，我们就以它为例来讲述闪电的结构。闪电式大气中脉冲式的放电现象。一次闪电由多次放电脉冲组成，这些脉冲之间的间歇时间都很短，只有百分之几秒，脉冲一个接着一个，后面的脉冲就沿着第一个脉冲的通道进行，现在已经研究清楚，每一个放电脉冲都由一个“先导”和一个“回击”构成。第一个放电脉冲在爆发之前，有一个准备阶段—阶梯先导放电过程：在强电场的推动下，云中的自由电荷很快向地面移动，在运动过程中，电子与空气分子发生碰撞，致使空气轻度电离并发生微光，第一次放电脉冲的先导式逐渐向下传播的，像一条发光的舌头。开头，这光舌只有十几米长，经过千分几秒甚至更短的时间，光舌便消失；然后就在这同一条通道上，又出现一条较长的光舌（约30米长），转瞬之间它又消失；接着再出现更长的光舌……光舌采取“蚕食”方式步步向地面逼近，经过多次放电—消失的过程之后，光舌终于到达地面。因为第一个放电脉冲的先导是一个阶梯状一个阶梯的向云中向地面传播，所以叫做“阶梯先导”。在光舌心境的通道上，空气已被强烈地电离，它的导电能力大为增强，空气连续电离的过程只发生一条很狭窄的通道中，所以电流强度很大。

四、闪电的类型

  1、枝状闪电。曲折开叉的普通闪电称为枝状闪电。

  2、带状闪电。枝状闪电的通道如被风吹向两边，以致看来有几条平行的闪电时，则称为带状闪电。

  3、叉状闪电。闪电的两枝如果看来同时到达地面，则称为叉状闪电。

  4、片状闪电。闪电在云中阴阳电荷之间闪烁，而使全地区的天空一片光亮时，那便称为片状闪电。

  5、云间闪电。未达到地面的闪电，也就是同一云层之中或两个云层之间的闪电，称为云间闪电。

  6、晴天霹雳。有时候这种横行的闪电会行走一段距离，在风暴的许多公里外降落地面，这就叫做“晴天霹雳”。

  7 “圣艾尔摩之火闪电”。电力作用有时会在又高又尖的物体周围形成一道光环似的红光。通常在暴风雨中的海上，船只的桅杆周围可以看见一道火红的光，人们便借用海员守护神的名字，把这种闪电称为“圣艾尔摩之火”。

  8、超级闪电。 超级闪电指的是那些威力比普通闪电大100多倍的稀有闪电。普通闪电产生的电力约为10亿瓦特，而超级闪电产生的电力则至少有1000亿瓦特，甚至可能达到万亿至100000亿瓦特。

  纽芬兰的钟岛在1978年显然曾受到一次超级闪电的袭击，连13公里以外的房屋也被震得格格响，整个乡村的门窗都喷出蓝色火焰。

五、雷电的形成

  雷电是一种大气中放电的现象，产生于积雨云中，积雨云在形成的过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云雨大地之间的电场强度可以击穿空气，开始游离放电，我们称之为“先导放电”。

  云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时（地面上的建筑物、架空输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流，一般为几十千安几百千安，并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成雷电。

六、雷击的产生

  雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层，或者是带电的云层对大地间迅猛的放电。其中，云层对大地的放电对建筑物、人和建筑物内电子设备产生极大的危害，是人类研究的主要对象。

七、雷云的产生

  雷云的产生，或者说其所蕴含的能量主要来自大气的运动。气流的运动、摩擦以及风对云块的作用，令其做切割地球磁场磁力线运动，使不同的电荷、带电微粒进一步分离、极化、最终形成集聚大量电荷的雷云。当雷云的电场强度达到足够大时将引起雷云中的内部放电，或雷云间的强烈放电，或雷云对大地、其他物体间的放电，即所谓雷电。

八、雷电活动强度的判断

  判断雷电活动的强弱，习惯上使用“雷暴日”即以一年当中，该地区有多少天发生耳朵能听到雷鸣来表示该地区的雷电活动强弱。

  我国各地区平均雷暴日

  湖南岛及广东的雷州半岛100日以上

  北纬23℃以南，80日以上

  长江以南地区  40日以上

  长江以北大部分地区15~40日

  西北地区15日以下

九、雷暴最多的国家

  印度尼西亚是由大大小小3000多个岛屿组成的“千岛之国”，素有“雷暴王国”之称。