雷电的形成

雷电是夏季降水过程中常见的一种自然现象,雷电现象其实就是放电现象,是瞬间放电现象。雷电是空气团携带的正负电荷互相中和的过程。空气团携带的电荷一般是比较均匀的,既具有大量独立的负电荷,又具有大量独立的正电荷,正负电荷总量类似,空气团总体保持电的中性。

空气团的激烈运动,空气相互摩擦,估计可能会促使更多的空气分子被电离。此时空气团含有的独立的正、负电荷,会比平常多许多。大部分空气团依然总体保持电的中性。从总体概率上看,正、负电荷分布会比较均匀,根据概率的涨落现象原理,正、负电荷局部分布不均匀也是正常现象。

涨落现象原理导致局部正、负电荷分布不均衡,使局部空气呈现正电或负电。局部空气呈现正电或负电,其发出的电力线会影响空气中独立的正、负电荷,使其呈现有规律的运动。结果是空气中的正、负电荷会更加倾向于分布不均衡。这进一步放大了概率涨落现象导致的空气中正、负电荷分布不均衡现象,使正、负电荷分布不均衡现象较为普遍。

正、负电荷分布不均衡,并不必然会导致相互中和的激烈放电现象,如果空气运动平缓,空气运动不激烈,携带不同电荷的空气团会逐渐相互缓慢混合,其中的不同带电粒子也许会相互中和,成为不带电的空气分子,这个空气混合过程,并不会产生雷电现象。

只有运动激烈的空气团,才可能会导致携带不同电荷的空气团迅速碰面,携带的电荷迅速中和,带电离子中和成空气分子(这个过程会放出热)。大量的正电荷与负电荷碰面,会产生较大的电压,这个较大的电压会导致中间的起着隔离作用的空气被击穿(电离),电离的空气成为电荷的通道,大量正、负电荷通过这个通道,迅速结合在一起,放出大量的热,这些热以电磁波(光)的形式放出,这就是闪电现象。这些热量可以加热通道的空气,产生通道空气爆炸现象,雷声就这样产生了。

空气团激烈的运动是产生雷电现象的一个条件,应该不是充分条件。产生雷电现象另一个重要条件是,空气要有一定的绝对湿度。空气中含的水汽(小水滴),对促进空气被电离很有帮助。如果空气中水汽太少,同样的电压不足以电离携带正、负电荷的空气团之间的空气,照样产生不了雷电现象。这就是阴雨天容易产生雷电现象的原因,因为阴雨天空气绝对湿度大。

北方冬天降水过程中,很少出现雷电现象,原因是气温低,导致空气中含的水汽少,至少没有夏季降水过程中空气含的水汽多。原因二,空气温度低,分子运动速度慢,空气中产生的独立电荷分布密度相对少。也可能是温度低,空气分子相同的碰撞,相对不容易碰撞出独立电荷。

估计,在相同前提条件下,空气运动越激烈,单位体积空气产生的雷电现象就越频繁。在相同前提条件下,空气含的水汽越多,单位体积空气,产生的雷电现象就越频繁。在相同前提条件下,产生雷电现象的空气区域,空气密度越大,单位体积空气,产生的雷电现象就越频繁,雷电的强度可能也会越大。

雷电现象绝大部分都是在高空产生,是高空的空气团相互放电,对地面没有什么影响。极少数雷电,发生在空气团与地面物体之间,有时会产生危害。较高的地面物体是产生或诱发空气团与地面物体放电的重要原因。如果减少这类高物体,空气团与地面物体放电的概率会减少一些。避雷针虽然可以提高空气团与地面物体放电的概率,但是通过避雷针放电,对地面物体基本没有危害。

现在的问题是雷电为何容易在高空产生,原因很简单的嘛,因为低空空气容易与地面或各种地面的突起物质接触,低空空气携带的电荷在接触过程中就被中和掉了,因此,低空空气不容易积累较多的电荷。这也是高山地区不容易产生雷电现象的原因,各个山头与空气接触,中和了其携带的电荷。由此,我们就可以理解所谓的消雷原理了,人们不仅可以安装避雷针而避雷,也可以适当消雷,之前,笔者疑惑怎样消雷,现在知道了,大家也应该知道了吧?就是安装许多直达高空的铁塔就可以起着有效消雷的作用了,或者放出一些携带可以接触地面的细细的导体的高空气球,类似于防空气球,都可以有效消雷了。

雷电什么颜色最强(雷电的形成)(1)

,