雷云的形成 雷电的形成与带电的云层---雷云的存在分不开,有关雷云形成的假说很多,但至今尚未有一种被公认为无懈可击的完整学说,这里我们介绍其中被认为比较完善并经常被推荐的假说---威尔逊假说。根据大量科学测试得知,地球本身是一个电容器,通常大约稳定的携带负电荷50 万C 左右,而地球上空存在一个带正电的电离层,这两者之间便形成一个充好电的电容器,它们之间的电压约为300KV 左右,并且场强为上正下负。当地面含水蒸气的空气受到炽热的地面烘烤受热上升,或者较温暖的潮湿空气与冷空气相遇而被垫高,都会产生向上的气流。这些含水蒸气的气流在上升时温度逐渐下降,形成雨滴、冰雹,就称为水成物,这些水成物在地球静电场的作用下被极化,极化后负电荷在上,正电荷在下,它们在重力作用下落下的速度比云滴和冰晶(这二者称为云粒子)要大,因此极化水成物在下落过程中要与云粒子发生碰撞。碰撞的结果是其中一部分云粒子被水成物所“捕获”,这样就增大了水成物的体积,另一部分未被“捕获”的被反弹回去。而反弹回去的云粒子带走水成物前端的部分正电荷,使水成物带上负电荷。由于水成物下降的速度快,而云粒子下降的速度慢,因此kd465带正、负两种电荷的微粒逐渐分离(这叫重力分离作用)。如果遇到上升气流,云粒子不断上升,分离的作用更加明显。最后形成带正电的云粒子在云的上部,而带负电的水成物在云的下部,或者带负电的水成物以雨或雹的形式下降到地面。当带电云层一经形成,就形成雷云空间电场,空间电场的方向和地面与电离层之间的电场方向是一致的,都是上正下负,因而加强了大气的电场强度,使大气中水成物的极化更厉害,在上升气流存在的情况下,更加剧重力分离作用,使雷云发展得更快。看到上面的分析,好像雷云总是上层带正电荷,下层带负电荷。实际上气流并不单是只有上下移动,而比这种运动更为复杂。因此雷云电荷的分布也比上面讲的要复杂得多。根据科学工作者的大量直接观测记录,可以确定,当大地遭受雷击时,多数是负电荷从雷云向大地放电,少数是雷云上的正电荷向大地放电;在一块雷云发生的多次雷击中,最后一次雷击往往是雷云上的正电荷向大地放电。观测证明,发生正电荷向大地放电的雷击显得特别猛烈。另外,广州有位唐山樵先生对雷云的形成提出了如下的假说:雷电的出现是与气流、风速密切相关的,而且与地球磁场也有一定的联系。雷雨云内部的不停运动和相互磨擦而使雷雨云产生大量的正、负电荷的小微粒,即所谓的摩擦生电。这样,庞大的雷雨云就相当于一块带有大量正、负电荷的云块,而这些正、负电荷不断地产生,同时也在不断地的复合,当这些云块在水平方向向东或向西迅速移动时(最大风速可达40m/s),它与地球磁场磁力线产生切割,这就好像导体切割磁力线产生电流一样,云中的正、负电荷将产生定向移动,其移动的方向可按右手定则来判断。若云块是由西向东移动,而地磁场磁力线则是由地球南极指向地球的北极,因此大量的正电荷向上移动,负电荷向下移动,这样云的下部将积聚越来越多的负电,而云的上部积聚大量的正电,当电场强度达到足够高(25~30KV/cm)时将引起雷云间的强烈放电,或是雷云中的内部放电,或是雷云对地放电,即雷电。 综上所述,雷电的成因仍为摩擦生电及云块切割磁力线,把不同电荷进一步分离。由此可见,雷电的成因或者说主要能源来自于大气的运动,没有这些运动,是不会有雷电的。这也说明了为什么雷电总伴随着狂风骤雨而出现。
雷电的形成机理 雷电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之间迅猛的放电。这种迅猛的放电时产生强烈的闪电并伴随巨大的声音。那么,雷电具体的形成过程又是怎样的呢?
雷电活动规律 雷电活动从季节来讲以夏季最活跃,冬季最少,从地区分布来讲是赤道kd附近最活跃,随纬度升高而减少,极地最少。雷灾事故的历史资料统计和kd实验研究证明,雷击的地点以及遭受雷击的部位是有一定规律,同一区域容易遭受雷击的地点和部位有:土壤电阻率较小的地方,如有金属矿床的地区、河岸、地下水出口处、湖沼、低洼地区和地下水位高的地方;山坡与稻田接壤处;具有不同电阻率土壤的交界地段。易遭受雷击的建(构)筑物:高耸突出的建筑物,如水塔、电视塔、高楼等; 排出导电尘埃、废气热气柱的厂房、管道等; 内部有大量金属设备的厂房; 地下水位高或有金属矿床等地区的建(构)筑物; 孤立、突出在旷kd445野的建(构)筑物。 同一建(构)筑物易遭受雷击的部位:平屋面和坡度≤1/10 的屋面,檐角、女儿墙和屋檐;坡屋度>1/10 且<1/2 的屋面;屋角、屋脊、檐角和屋檐;坡度>1/2 的屋面、屋角、屋脊和檐角;建(构)筑物屋面突出部位,如烟囱、管道、广告牌等。 |