關於雷電的基礎知識有哪些

　　雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現象，我們對雷電的瞭解還是遠遠不夠。下面是小編帶來的關於雷電的基礎知識的內容，歡迎大家閱讀!

　　雷電的基本知識

　　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。

　　雷電的現象介紹

　　雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現象。雷電一般產生於對流發展旺盛的積雨雲中，因此常伴有強烈的陣風和暴雨，有時還伴有冰雹和龍捲風。積雨雲頂部一般較高，可達20公里，雲的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空氣對流等過程，使雲中產生電荷。雲中電荷的分佈較複雜，但總體而言，雲的上部以正電荷為主，下部以負電荷為主。因此，雲的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度後，就會產生放電，這就是我們常見的閃電現象。閃電的的平均電流是3萬安培，最大電流可達30萬安培。閃電的電壓很高，約為1億至10億伏特。一箇中等強度雷暴的功率可達一千萬瓦，相當於一座小型核電站的輸出功率。放電過程中，由於閃電通道中溫度驟增，使空氣體積急劇膨脹，從而產生衝擊波，導致強烈的雷鳴。帶有電荷的雷雲與地面的突起物接近時，它們之間就發生激烈的放電。在雷電放電地點會出現強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。

　　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。