雷電的成因與種類

　　產生雷電的條件是雷雨雲中有積累並形成極性。具體形成雷電的因素有哪些呢?以下是由小編整理關於雷電是怎麼形成的內容，希望大家喜歡!

　　雷電形成的原因

　　大氣中的水蒸氣是雷雲形成的內因;雷雲的形成也與自然界的地形以及氣象條件有關。根據不同的地形及氣象條件，雷電一般可分為熱雷電、鋒雷電***熱鋒雷電與冷鋒雷電***、地形雷電3大類。

　　1、熱雷電是夏天經常在午後發生的一種雷電，經常伴有暴雨或冰雹。熱雷電形成很快、持續時間不長，1～2小時;雷區長度不超過200～300km，寬度不超過幾十千米。熱雷電形成必須具備以下條件。

　　***1***空氣非常潮溼，空氣中的水蒸氣已近飽和，這是形成熱雷電的必要因素。

　　***2***晴朗的夏天、烈日當頭，地面受到持久暴晒，靠近地面的潮溼空氣的溫度迅速提高，人們感到悶熱，這是形成熱雷電的必要條件。

　　***3***無風或小風，造成空氣溼度和溫度不均勻。無風或小風的原因可能是這裡氣流變化不大，也可能是地形的緣故***如山中盆地***。

　　上述條件逐漸形成雲層，同時雲層因極化而形成雷雲。出現上述條件的地點多在內陸地帶，尤其是山谷、盆地。

　　2、強大的冷氣流或暖氣流同時侵入某處，冷暖空氣接觸的鋒面或附近可產生冷鋒雷電。

　　***1***冷鋒雷***或叫寒潮雷***的形成是強大的冷氣流由北向南入侵時，因冷空氣較重，所以冷氣流就像一個楔子插到原來較暖而潮溼的空氣下面，迫使暖空上升，熱而潮的空氣上升到一定高度，水蒸氣達到飽和，逐漸形成雷雲。冷鋒雷是雷電中最強烈的一種，通常都伴隨著暴雨，危害很大。這種雷雨一般沿鋒面幾百千米長、20～60km寬的帶形地區發展，鋒面移動速度每小時50～60km，最高可達每小時100km。

　　***2***暖鋒雷***或叫熱潮雷***的形成是當暖氣流移動到冷空氣地區，逐漸爬到冷空氣上面所引起的。它的發生一般比冷鋒雷緩和，很少發生強烈的雷雨。

　　3、地形雷電一般出現在地形空曠地區，它的規模較小，但比較頻繁。

　　雷電的種類

　　雷電分直擊雷、電磁脈衝、球形雷、雲閃四種。其中直擊雷和球形雷都會對人和建築造成危害，而電磁脈衝主要影響電子裝置，主要是受感應作用所致;雲閃由於是在兩塊雲之間或一塊雲的兩邊發生，所以對人類危害最小。

　　直擊雷就是在雲體上聚集很多電荷，大量電荷要找到一個通道來洩放，有的時候是一個建築物，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洩放的一個通道，就把人或者建築物給擊傷了。直擊雷是威力最大的雷電，而球形雷的威力比直擊雷小。

　　雷雲的形成

　　產生雷電的條件是雷雨雲中有積累並形成極性。科學家們對雷雨雲的帶電機制及電荷有規律分佈，進行了大量的觀測和試驗，積累了許多資料，並提出各種各樣的解釋，有些論點至今還有爭論。

　　1、對流雲初始階段的“離子流”假說

　　大氣中存在這大量的正離子和負離子，在雲中的雨滴上，電荷分佈是不均勻的，最外邊的分子帶負電，裡層的帶正電，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。當對流發展開始時，較輕的正離子逐漸的被上升的氣流帶到雲的上部;而帶負電的雲滴因為比較重，就留在了下部，造成了正負電荷的分離。

　　2、冷雲的電荷積累

　　當對流發展到一定階段，雲體伸入0℃層以上的高度後，雲中就有了過冷水滴、霰粒和冰晶等。這種由不同相態的水汽凝結物組成且溫度低於0℃的雲，叫冷雲。冷雲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

　　在雲層重有許多水滴在溫度低於0℃時也不會凍結，這種水滴叫過冷水滴。過冷水滴是不穩定的，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，並且由於外部凍結放的潛熱傳到內部，其內部液態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。當內部也發生凍結時，雲滴就膨脹分裂，外表皮破裂成許多帶正電的冰屑，隨氣流飛到雲層上部，帶負電的凍滴核心部分則附在較重的霰粒上，使霰粒帶負電並留在雲層的中下部。

　　② 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，結構比較鬆脆。由於經常有冷水滴與它撞凍並釋放潛熱，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。由於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於低溫端，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。當冰晶與霰粒接觸後，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雲的上部，較重的帶負電的霰粒則停留在雲層的下部，因而造成了冷雲的上部帶正電而下部帶負電。

　　③ 水滴因含有稀薄鹽分而起電

　　出了上述冷雲的兩種起電機制外，還有人提出了由於大氣中水滴含有稀薄鹽分而產生起電機制。當雲滴凍結時，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***水滴凍結時是從裡向外進行的***。由於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。由於重力和氣流的分選作用，電正點的小滴被帶到雲的上部，而帶負電的霰粒則停留在雲的中、下部。

　　3、暖雲的電荷積累

　　在熱帶地區，有一些雲整個雲體都位於0℃以上區域。因而只含有水滴而沒有固態水粒子。這種雲叫暖雲或水雲。暖雲也會出現雷電現象。在中緯度地區的雷暴雲，雲體位於0℃等溫線一下的部分，就是雲的暖區。在雲的暖區裡也有起電過程發生。

　　在雷雨雲的發展過程中，上數機制在不同的發展階段分別起作用。但是，最主要的帶電機制還是由於水滴凍結造成的。大量觀測事實表明，只有當雲頂呈現纖維狀，絲縷結構時，雲彩發展成為雷雨雲。飛機觀測發現，雷雨雲中存在以冰、雪晶和霰粒為主的大量雲粒子，而且大量電荷的積累即雷雨雲迅猛帶電機制，必須依靠霰粒生長過程的碰撞、撞凍和摩擦等才能發生。