雷電形成的原因是什么
雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點(diǎn)令人生畏的放電現(xiàn)象。產(chǎn)生雷電的條件是雷雨云中有積累并形成極性。形成雷電的條件有哪些呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于雷電形成的原因的內(nèi)容，希望大家喜歡!
雷電形成的原因
產(chǎn)生雷電的條件是雷雨云中有積累并形成極性?？茖W(xué)家們對(duì)雷雨云的帶電機(jī)制及電荷有規(guī)律分布，進(jìn)行了大量的觀測(cè)和試驗(yàn)，積累了許多資料，并提出各種各樣的解釋?zhuān)行┱擖c(diǎn)至今還有爭(zhēng)論。
1、對(duì)流云初始階段的“離子流”假說(shuō)
大氣中存在這大量的正離子和負(fù)離子，在云中的雨滴上，電荷分布是不均勻的，最外邊的分子帶負(fù)電，里層的帶正電，內(nèi)層比外層的電勢(shì)差約高0、25V。為了平衡這個(gè)電勢(shì)差，水滴就必須優(yōu)先吸收大氣中的負(fù)離子，這就使水滴逐漸帶上了負(fù)電荷。當(dāng)對(duì)流發(fā)展開(kāi)始時(shí)，較輕的正離子逐漸的被上升的氣流帶到云的上部;而帶負(fù)電的云滴因?yàn)楸容^重，就留在了下部，造成了正負(fù)電荷的分離。
2、冷云的電荷積累
當(dāng)對(duì)流發(fā)展到一定階段，云體伸入0℃層以上的高度后，云中就有了過(guò)冷水滴、霰粒和冰晶等。這種由不同相態(tài)的水汽凝結(jié)物組成且溫度低于0℃的云，叫冷云。冷云的電荷形成和積累過(guò)程有如下幾種：
①過(guò)冷水滴在霰粒上撞凍起電
在云層重有許多水滴在溫度低于0℃時(shí)也不會(huì)凍結(jié)，這種水滴叫過(guò)冷水滴。過(guò)冷水滴是不穩(wěn)定的，只要它們被輕輕地震動(dòng)一下，就馬上凍結(jié)稱(chēng)冰粒。當(dāng)過(guò)冷水滴與霰粒碰撞時(shí)，會(huì)立即凍結(jié)，這叫撞凍。當(dāng)發(fā)生撞凍時(shí)，過(guò)冷水滴外部立即凍成冰殼，但它的內(nèi)部仍暫時(shí)保持著液態(tài)，并且由于外部?jī)鼋Y(jié)放的潛熱傳到內(nèi)部，其內(nèi)部液態(tài)過(guò)冷水的溫度比外面的冰殼高。溫度的差異使得凍結(jié)的過(guò)冷水滴外部帶上正電，內(nèi)部帶上負(fù)電。當(dāng)內(nèi)部也發(fā)生凍結(jié)時(shí)，云滴就膨脹分裂，外表皮破裂成許多帶正電的冰屑，隨氣流飛到云層上部，帶負(fù)電的凍滴核心部分則附在較重的霰粒上，使霰粒帶負(fù)電并留在云層的中下部。
?、诒c霰粒的摩擦碰撞起電
霰粒是由凍結(jié)水滴組成的，成白色或乳白色，結(jié)構(gòu)比較松脆。由于經(jīng)常有冷水滴與它撞凍并釋放潛熱，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(shù)隨溫度升高而增多。由于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于低溫端，因而離子必然從高溫端向低溫端遷移。離子遷移時(shí)，帶正電的氫離子速度較快，而帶負(fù)電的較重的氫氧根離子則較慢。因此，在一定時(shí)間內(nèi)就出現(xiàn)了冷端氫離子過(guò)剩的現(xiàn)象，造成了高溫端為負(fù)，低溫端為正的電極化。當(dāng)冰晶與霰粒接觸后，又分離時(shí)，溫度較高的霰粒就帶上了負(fù)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云的上部，較重的帶負(fù)電的霰粒則停留在云層的下部，因而造成了冷云的上部帶正電而下部帶負(fù)電。
?、鬯我蚝邢”←}分而起電
出了上述冷云的兩種起電機(jī)制外，還有人提出了由于大氣中水滴含有稀薄鹽分而產(chǎn)生起電機(jī)制。當(dāng)云滴凍結(jié)時(shí)，冰的晶格中可以容納負(fù)的氯離子，卻排斥正的鈉離子。因此，水滴凍結(jié)的部分帶負(fù)電，而未凍結(jié)的部分帶正電(水滴凍結(jié)時(shí)是從里向外進(jìn)行的)。由于水滴凍結(jié)而成的霰粒在下落的過(guò)程中，摔掉表面還未來(lái)得及凍結(jié)的水分，形成許多帶正電的小云滴，而凍結(jié)的核心部分則帶負(fù)電。由于重力和氣流的分選作用，電正點(diǎn)的小滴被帶到云的上部，而帶負(fù)電的霰粒則停留在云的中、下部。
3、暖云的電荷積累
在熱帶地區(qū)，有一些云整個(gè)云體都位于0℃以上區(qū)域。因而只含有水滴而沒(méi)有固態(tài)水粒子。這種云叫暖云或水云。暖云也會(huì)出現(xiàn)雷電現(xiàn)象。在中緯度地區(qū)的雷暴云，云體位于0℃等溫線一下的部分，就是云的暖區(qū)。在云的暖區(qū)里也有起電過(guò)程發(fā)生。
在雷雨云的發(fā)展過(guò)程中，上數(shù)機(jī)制在不同的發(fā)展階段分別起作用。但是，最主要的帶電機(jī)制還是由于水滴凍結(jié)造成的。大量觀測(cè)事實(shí)表明，只有當(dāng)云頂呈現(xiàn)纖維狀，絲縷結(jié)構(gòu)時(shí)，云彩發(fā)展成為雷雨云。飛機(jī)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒為主的大量云粒子，而且大量電荷的積累即雷雨云迅猛帶電機(jī)制，必須依靠霰粒生長(zhǎng)過(guò)程的碰撞、撞凍和摩擦等才能發(fā)生。
雷電的危害
閃電的受害者有2/3以上是在戶(hù)外受到襲擊。他們每3個(gè)人中有兩個(gè)幸存。在閃電擊死的人中，85%是女性，年齡大都在10歲至35歲之間。死者以在樹(shù)下避雷雨的最多。
蘇利文也許是遭閃電襲擊的冠軍。他是退休的森林管理員，曾被閃電擊中7次。閃電曾經(jīng)燙焦他的眉毛，燒著他的頭發(fā)，灼傷他的肩膀，扯走他的鞋子，甚至把他拋到汽車(chē)外面。他輕描淡寫(xiě)地說(shuō)：“閃電總是有辦法找到我。”
雷電對(duì)人體的傷害，有電流的直接作用和超壓或動(dòng)力作用，以及高溫作用。當(dāng)人遭受雷電擊的一瞬間，電流迅速通過(guò)人體，重者可導(dǎo)致心跳、呼吸停止，腦組織缺氧而死亡。另外，雷擊時(shí)產(chǎn)生的是火花，也會(huì)造成不同程度的皮膚燒灼傷。雷電擊傷，亦可使人體出現(xiàn)樹(shù)枝狀雷擊紋，表皮剝脫，皮內(nèi)出血，也能造成耳鼓膜或內(nèi)臟破裂等。
中國(guó)是一個(gè)多自然災(zāi)害的國(guó)家，跟地理位置有著不可分割的關(guān)系，雷電災(zāi)害在中國(guó)也有不少，最為嚴(yán)重的是廣東省以南的地區(qū)，東莞、深圳、惠州一帶的雷電自然災(zāi)害已經(jīng)達(dá)到世界之最，這些地方也是因?yàn)榇髿鈱游恢帽容^偏低所造成的影響。紐約是雷電災(zāi)害最多的地區(qū)在近幾年更是明顯加強(qiáng)，我國(guó)的東莞近最為嚴(yán)重，雷電所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)虧損在夏季5-8月之間，東莞當(dāng)季的GDP比例虧損度接近6%，上千萬(wàn)的經(jīng)濟(jì)虧損，也是一大嚴(yán)重的自然災(zāi)害多發(fā)區(qū)域。多起雷電傷人事件在東莞地區(qū)每年都會(huì)發(fā)生，達(dá)到了全世界雷擊人事件最頻繁，最多的地區(qū)。在中國(guó)，乃至全世界的雷電受災(zāi)重區(qū)之一。