雷雨云形成的原因
雷雨云形成的原因
雷雨云是一大團(tuán)翻騰、波動(dòng)的水、冰晶和空氣。不過雷雨云是怎么形成的呢?以下就是學(xué)習(xí)啦小編給你做的整理，希望對你有用。
雷雨云的形成：
雷雨云的形成需要一定的條件，從局地條件來看，首先，大氣的垂直層結(jié)構(gòu)必須是不穩(wěn)定的，以便誘發(fā)對流活動(dòng)的發(fā)生和發(fā)展;其次，空氣中要有足夠的水分，能夠滿足云的生成。從天氣背景來看，應(yīng)當(dāng)有促發(fā)局地對流發(fā)展的天氣形勢，如冷鋒過境、正在填塞中的低壓、反氣旋后部、小波動(dòng)以及高空下股冷空氣活動(dòng)等。雷雨云往往由積云發(fā)展而來，它是對流云發(fā)展的成熟階段。一個(gè)發(fā)展完整的對流云，一般都有一個(gè)形成、成熟和消散的過程。
不同的地方，不同的發(fā)展階段，對流云的厚度相差十分懸殊。在中國西北高原地區(qū)，由于大氣中的水汽不充沛，對流云發(fā)展到積雨云階段也只有3—4公里厚;而中、高緯度的鋒面性對流云，在發(fā)展初期其厚度即可達(dá)到5—6公里;在熱帶海洋地區(qū)，例如美國的佛羅里達(dá)，由于水汽充足，對流云發(fā)展十分旺盛，其云頂?shù)诌_(dá)平流層，高度可達(dá)20公里以上，其水平尺度一般約為30—40公里。在大多數(shù)情況下，云體先在垂直方向較快增長，當(dāng)云頂達(dá)到一定的高度并比較穩(wěn)定之后，才在水平方向較快地增長。
雷雨云成熟的標(biāo)志是伴有雷電活動(dòng)和降水，當(dāng)下沉氣流在地面形成陣風(fēng)時(shí)，地面溫度開始明顯下降。一陣電閃雷鳴，狂風(fēng)暴雨過后，雷雨云就進(jìn)入消散階段。在消散階段，云中已為有規(guī)則的下沉氣流所控制。云體逐漸崩潰，云上部很快演變成高積云和偽卷云，而云底有時(shí)還有一些碎積云或碎層云，它們是由降水在地面蒸發(fā)后上升凝聚而成的。
在雷雨云的下方，大氣的電場與晴天正好反向，也就是說，此時(shí)地面帶正電荷。它是由雷雨云感應(yīng)產(chǎn)生的。這說明雷雨云帶有負(fù)電荷。大量的研究證明，在雷雨云中存在著正、負(fù)兩種電。正電荷集中在云的上部，而負(fù)電荷集中在云的中下部。在通常情況下，云下部的負(fù)電荷略多于上部的正電荷。有時(shí)，在云的底部還有一個(gè)范圍不大的帶正電荷區(qū)域，它一般處于云的前部，這里上升氣流有局部的極大值。
雷雨云的階段：
形成階段
這一階段主要是從 淡積云向 濃積云發(fā)展。云的垂直尺度有較大的增長，云頂輪廓逐漸清楚，呈圓孤狀或菜花形，云體聳立成塔狀。這樣的云我們在盛夏常常看到。在形成階段中，云中全部為比較規(guī)則的上升氣流，在云的中、上部為最大上升氣流區(qū)。上升氣流的垂直廓線呈拋物線型。一般不會產(chǎn)生雷電。在其形成階段，淡積云向濃積云發(fā)展。云的垂直尺度有較大的增長，云頂?shù)妮喞饾u清晰，呈圓弧狀或花菜形，云體聳立成塔狀。在這一階段，云中全部為比較規(guī)則的上升氣流，云的中上部是最大氣流上升區(qū)。此階段經(jīng)歷的時(shí)間大約為15分鐘，一般不會產(chǎn)生雷電和降水。
成熟階段
從濃積云發(fā)展成 積雨云，就伴隨 雷電活動(dòng)和 降水，這是成熟階段的征象。在成熟階段，云除了有規(guī)則的上升氣流外，同時(shí)也有系統(tǒng)性的下沉氣流。上升氣流通常在云的移動(dòng)方向的前部。往往在云的右前側(cè)觀測到最強(qiáng)的上升氣流。上升氣流一般在云的中、上部達(dá)到最大值，濃積云逐漸發(fā)展成積雨云。此階段，云中除了有規(guī)則的上升氣流外，同時(shí)也有系統(tǒng)性的下沉氣流。上升氣流通常在云的移動(dòng)方向的前部，氣流的最大值一般出現(xiàn)在云的中上部，其速度可以達(dá)25—60米/秒，甚至更高。下沉氣流是一支從云的中下部傾斜地穿出來的氣流，它對雷雨云的發(fā)展成熟不單純起消極作用，還與上升氣流一起構(gòu)成云中的鉛直環(huán)流。對流云的厚度與起水平尺度具有同一數(shù)量級。這是對流云與其他種類云最重要的差異之一。
消散階段
一陣電閃雷鳴、狂風(fēng)暴雨之后，雷雨云就進(jìn)入了消散階段。這時(shí)，云中已為有規(guī)則的下沉氣流所控制。云體逐漸崩潰，云上部很快演變成中、高云系，云底有時(shí)還有一些碎積云或碎層云。
雷雨云起電的機(jī)理主要有四種理論：
水滴破裂效應(yīng)：云中水滴在高速氣流中作激烈運(yùn)動(dòng)，分裂成一些帶負(fù)電的較大顆粒和帶正電的較小顆粒，后者同時(shí)被上升氣流攜帶到高空，前者落在低空，這樣正負(fù)兩種電荷便在云層中被分離，這也就是造成90%的云層下部帶負(fù)電的原因。
吸電荷效應(yīng)：由于宇宙射線或其它電離作用，大氣中存在正負(fù)離子，又因?yàn)榭臻g存在電場，在電場力的作用下正負(fù)離子在云的上下層分別積累，從而使雷雨云帶電，又稱感應(yīng)起電。
水滴凍冰效應(yīng)：水滴在結(jié)冰過程中會產(chǎn)生電荷，冰晶帶正電荷，水帶負(fù)電荷，當(dāng)上升氣流把冰晶上的水分帶走時(shí)，就會導(dǎo)致電荷的分離，而使雷雨云帶電。
溫差起電效應(yīng)：實(shí)驗(yàn)證明在冰塊中存在著正離子(H+)和負(fù)離子(OH-)，在溫度發(fā)生變化時(shí)，離子發(fā)生擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)并相互分離。積雨云中的冰晶和雹粒在對流的碰撞和摩擦運(yùn)動(dòng)中會造成溫度差異，并因溫差起電，帶電的離子又因重力和氣候作用而分離擴(kuò)散，最后達(dá)到一定的動(dòng)態(tài)平衡。
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