“雷電”對我們來說是司空見慣的現象。夏天,每當天空烏云密布時,時常會出現雷聲隆隆、電光閃閃。18世紀以前,中國古代,認為雷電是雷公、電母制造出來的。西方人相信雷電是上帝發怒的結果,誰做壞事,上帝就用雷電來懲罰他。因此人們對雷電總懷有恐懼心理。一些不相信上帝的有識之士試圖解釋雷電的起因。最早探索出雷電奧秘的是美國科學家富蘭克林。他用風箏實驗,證明了天上的電與地上的電是相同的,“閃電就是電火花”。但時至今日,科學家們仍然還沒有完全弄明白雷電到底是怎么產生的。翻騰不息的云朵為什么會帶上大量的正、負電荷。要求得這個問題的答案,比在雷雨時放風箏,把雷電引到地面上來困難得多。 為了揭開閃電之謎,科學家把氣球放到雷電云層中進行探測;派飛機圍繞雷電云層飛行,甚至穿越雷電云層;用火箭觸發閃電,等等。但是通過這些活動,對雷電的了解仍是微不足道。 科學家們發現:在多數情況下,雷電云層的厚度超過3千米才可能產生閃電。云層上部往往帶正電,云層底部帶負電。當正、負電荷間的電場足夠強時,就擊穿空氣,產生閃電。一般而言,云層越厚,雷電越激烈。但是,到底是什么驅使正、負電荷分開的呢?不少科學家認為,降雨可能是個原因。他們解釋說:下落的大雨滴或冰球攜帶負電荷,而像小塵粒和冰晶這樣的帶正電的微粒就在云層上部積累起來,結果就使云層上部帶正電,下部帶負電。產生了足以引起閃電的電場。但這種解釋也難免牽強,因為閃電經常發生在降雨之前,而不全是降雨后或降雨過程中。另外,也無法解釋在火山爆發時為何也會產生閃電現象。 于是,有人又提出另一種看法:認為雷電云的電荷是在云層外產生的,大氣中的過量正電荷被吸附到上部云層里,它們又吸引云層上方大氣中的負電荷,這些負電荷就附著在不斷被氣流裹挾而下的云粒上。正負電荷的分離正是這些上下運動的劇烈氣流在起作用。 然而,這一假說也并未得到證實??磥硪忉屒宄@一自然現象,并不那么容易,還需要進一步了解雷電云的內部作用過程,方能令人滿意地解釋閃電現象。但即使這一問題解決了,也還有其他的問題有待去弄清楚。例如,為何閃電通??偸枪帜9謽拥爻?ldquo;之”字形?(當然也有一種球狀閃電,這也是一個“謎”)為什么閃電更多地發生在陸地上而不是水面上?為什么閃電總發生在夏天,而不是冬天呢?為什么雷電通常會擊毀高處的物體,但又并非總是如此呢?本質上物質由分子或原子構成,原子表面上成電中性,但其實是中心的正電的原子核與繞它的電子構成,那么為什么會有電呢?很明顯,電子在繞核轉,但在發生摩擦或撞擊或首電場等作用時,會走掉電子到哪里,哪里就帶負電了而留下的原子核所在地,就帶正電了這是最根本的原因雷電就是這樣來的,云與云發生摩擦,一部分云上的電子相當于被震到另一片云上,兩者帶相反電荷,這時就是所謂的放電現象了,但是原理雖然等同與我們平時的摩擦起電,但電壓太高,所以蘭色唯一千萬不要在雷雨天到處亂跑哦,哈哈哈!人們通常把發生閃電的云稱為雷雨云,其實有幾種云都與閃電有關,如層積云、雨層云、積云、積雨云,最重要的則是積雨云,一般專業書中講的雷雨云就是指積雨云。
云的形成過程是空氣中的水汽經由各種原因達到飽和或過飽和狀態而發生凝結的過程。使空氣中水汽達到飽和是形成云的一個必要條件,其主要方式有:
?。?) 水汽含量不變,空氣降溫冷卻;
?。?) 溫度不變,增加水汽含量;
?。?) 既增加水汽含量,又降低溫度
但對云的形成來說,降溫過程是最主要的過程。而降溫冷卻過程中又以上升運動而引起的降溫冷卻作用最為普遍。
積雨云就是一種在強烈垂直對流過程中形成的云。由于地面吸收太陽的輻射熱量遠大于空氣層,所以白天地面溫度升高較多,夏日這種升溫更為明顯,所以近地面的大氣的溫度由于熱傳導和熱輻射也跟著升高,氣體溫度升高必然膨脹,密度減小,壓強也隨著降低,根據力學原理它就要上升,上方的空氣層密度相對說來就較大,就要下沉。熱氣流在上升過程中膨脹降壓,同時與高空低溫空氣進行熱交換,于是上升氣團中的水汽凝結而出現霧滴,就形成了云。在強對流過程中,云中的霧滴進一步降溫,變成過冷水滴、冰晶或雪花,并隨高度逐漸增多。在凍結高度(-10攝氏度),由于過冷水大量凍結而釋放潛熱,使云頂突然向上發展,達到對流層頂附近后向水平方向鋪展,形成云砧,是積雨云的顯著特征。
積雨云形成過程中,在大氣電場以及溫差起電效應、破碎起電效應的同時作用下,正負電荷分別在云的不同部位積聚。當電荷積聚到一定程度,就會在云與云之間或云與地之間發生放電,也就是人們平常所說的閃電。
于建筑物來說,如果遭到雷電感應,其內部的構架與接地不良的金屬裝置容易出現火花,這對存放易燃品的倉庫來說是很危險的,它會引起爆炸。最后是間接雷擊,這是指雷暴的云體與大地之間存在著高電壓、強電流的一種物理過程。閃電時,瞬間強電流通過輸電電纜、通信線路、電話線和金屬管道等引入室內或由電磁感應造成計算機網絡、通訊設備和工業控制系統的雷擊事故。從近幾年的雷擊資料分析,這類事故發生率高,后果十分嚴重。因此,凡有低壓電器、微電子設備的地方,對間接雷擊必須加以防備