“雷是怎么来的?”
雷(雷电)的产生源于云层内部的电荷积累和释放,以下是其形成过程的简明解释:
1. 电荷分离
雷暴云(积雨云)中的强烈上升气流将水滴带到高空,遇冷形成冰晶、霰粒(小冰雹)。这些微粒在碰撞、摩擦过程中发生电荷分离:
- 较轻的冰晶(带正电荷)被上升气流带到云层顶部。
- 较重的霰粒(带负电荷)下沉至云层底部。
这种分离导致云层内部形成上正下负的电荷分布,云底负电荷还会感应地面产生正电荷。
2. 电场建立
随着电荷不断积累,云层内部及云与地面之间的电势差逐渐增大。当电场强度超过空气的绝缘极限(约300万伏/米),空气被电离,形成导电通道。
3. 闪电放电
电离通道形成后,电荷以“阶梯先导”方式从云向地面延伸,地面正电荷则以“上行先导”迎击。两者相接时,强大的电流(可达数万安培)瞬间贯通,产生明亮的闪电。这一过程可能多次重复,形成肉眼可见的“闪动”。
4. 雷声的产生
闪电电流瞬间加热周围空气至约30,000℃(比太阳表面还热),空气急剧膨胀形成冲击波,随后冷却收缩,产生剧烈的振动声波,即雷声。光速远快于声速,因此人们先见闪电后闻雷声。
补充知识
- 闪电类型:云内闪电(最常见)、云间闪电、云地闪电(对人类威胁最大)。
- 安全提示:雷雨时避免高处、孤立物体、水域,室内远离金属管道和电子设备。
雷电是自然界中能量巨大的放电现象,其形成过程体现了大气动力学与电学的复杂相互作用。