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雷電是怎麼形成的是因為雲中帶什麼

雷電是怎麼形成的是因為雲中帶什麼

1.雷電放電是由帶電荷的雷元引起的,雷雲是在有利的大氣和大地條件下,由強大的潮濕熱氣流不斷上升進入稀薄的大氣層冷凝的結果。強烈的上升氣流穿過雲層,水滴被撞分裂帶電,輕微的水沫帶負電,被風吹得較高,形成大塊的帶負電的雷雲。大滴水珠帶正電,凝聚成雨下降,或是浮在雲中,形成一些局部帶正電的區域。在大量帶有不同極性或不同數量電荷的雷雲之間或雷雲和大地之間就形成了強大的電場。

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雲到底是如何產生雷電的?云為什麼也會帶電呢?

空氣以對流形式運動形成絕熱冷卻,水蒸氣因此飽和凝結成積雨雲,是積狀雲中的一種,也叫做雷暴雲。它通常在高空中四百米到一千米左右的距離,有的可以達到五千米左右。積雨雲是產生雷電的重要原因,高空雲層中帶有正負電荷,電荷分別位於高空的上、下部分。它們聚積到一定程度的時候,電荷雲團或雲和大地之間的電場強度足夠就會擊穿空氣,之後進行遊離放電,也被稱之為“先導放電”。

一、雲放電的類型

高空中雲產生雷電,絕緣體的空氣在面臨高強度電壓的作用下會被擊穿。雲放電的類型主要有兩種,一種是雲和大地帶的負電之間進行的放電,也被稱之為“地閃”。另外一種是雲內部自己發生的放電,稱之為“雲閃”。危害比較大的、跟人類關係比較密切的是“地閃”,地閃發生的過程中,地面和雲層之間導電,它們的通道會有光芒發出,十分的耀眼,這種現象也是我們日常生活中經常見到的閃電。由於電流向下傳導,閃電通常為向下分叉的。

二、雲層中電荷的主要形成原因

大氣中的水蒸氣遇冷後液化形成小水滴,或凝華而成小冰晶。小水滴和小冰晶在空中混合後漂浮,是一種可見聚合物。這種聚合物就是雲,雲也具有電子和原子核。實驗表明,大水滴經外力作用後會破裂,形成新的水滴,大的水滴帶的是正電,小的則帶的是負電。積雨雲在形成過程中氣流被翻滾得厲害,水滴碰撞得劇烈,破裂得非常多。大的水滴下落掉,小的水滴通過氣流被帶走,正、負電的雲塊就這樣形成了。

雷電發生的時候會有雷聲,由於電流通路後空氣一瞬達到了幾千度高温,被急劇壓縮後產生了衝擊波,雷聲就是衝擊波所帶來的聲音。同時地面也可以向天空放電,主要為高建築物向天空發起的,即尖端放電的原理。

為什麼下雨天經常打雷,雷電是如何產生的?

下雨天經常打雷,伴隨着閃電和雷電,雄壯且讓人感到恐懼。其實雷電是夏天經常發生的大氣現象,雷電的產生主要有如下幾點原因。

大氣中有很多正離子和負離子,雲中的雨滴中電荷分佈不均勻,最外面的分子帶負電荷,內層帶正電,內層比外面層高出約0.25V。水滴必須優先吸收大氣中的負離子,因此水滴會逐漸帶有負電荷。對流發展開始後,較輕的陽離子會被逐漸上升的氣流轉移到雲的上部。帶負電荷的雲滴比較重,所以留在下部分離正電荷。

冷雲的電荷積累

對流發展到一定階段,雲上升到一定的高度,雲中有過冷水滴、顆粒、冰晶等。由不同狀態的水蒸氣凝結物組成,温度低於0的這種雲稱為冷雲。冷雲的電荷形成和積累過程如下。

過冷水滴撞擊顆粒,凍成電。

雲中有很多温度在0以下時也不會結冰的水滴,這種水滴稱為過冷水滴。過冷的水滴不穩定。輕輕振動,就會凍成冰粒。過冷水滴與顆粒碰撞時立即凍結,這稱為碰撞。發生碰撞時,過冷水水滴的外部立即凍結成冰殼,但內部暫時保持液體狀態,外部凍結釋放的潛熱會傳遞到內部,因此內部液體過熱的温度高於外部的冰殼。由於温度的差異,凍結的過冷水滴在外部帶有正電,內部帶有負電。內部也結冰時,雲膨脹,表皮破裂成帶正電的冰屑,隨着氣流飛到雲上,帶負電的冷凍液滴的核心部分附着在沉重的顆粒上,帶負電荷,留在雲中下方。

冰晶和顆粒的摩擦碰撞產生電

顆粒由凍結的水滴組成,呈白色或乳白色,結構比較脆。由於冷水滴經常結冰釋放潛熱,它的温度一般高於冰晶。冰晶中含有一定量的自由離子(OH-和H),離子數隨着温度的升高而增加。顆粒與冰晶的接觸部分存在温差,因此高温的自由離子必須比低温團多,所以離子必須從高温團轉移到低温團。離子移動時,帶正電的氫離子速度較快,帶負電的比較重的氫氧根離子比較慢。因此,在一段時間內發生了冷端氫離子過剩,導致高温端為負,低温端為正的電極化。冰晶與顆粒接觸後再次分離時,温度高的顆粒帶有負電,温度低的冰晶帶有正電。在重力和上升氣流的作用下,有較輕正電的冰晶集中在雲的上部,有較重負電的顆粒停留在雲的下部,冷雲的上部帶有正電,下部帶有負電。

除了上述冷雲的兩種機制外,大氣中水滴中還含有稀薄的鹽分,因此提出了機制。雲結冰後,冰的晶格可以容納負氯離子,但排斥正鈉離子。因此,水滴固定的部分帶有負電,不固定的部分帶有正電(水滴固定的話,從裏到外進行)。水滴凍結形成的顆粒在下落過程中,表面還沒有凍結的水分下降,形成了很多有正電的小云滴,凍結的核心部分帶有負電。在重力和氣流的分離作用下,帶正電的小水滴轉移到雲的上部,帶負電的顆粒停留在雲的中下部分。

暖雲的電荷積累

在熱帶地區,整個雲都在等温線以上。因此,只包括水滴,沒有固體水粒子。這種雲稱為暖雲或水雲。温暖的雲層也可能出現閃電現象。中緯度地區的雷雲,雲體在等温線下,就是雲的温暖地區。雲的温暖地區也發生啟動過程。

在雷暴雲的發展過程中,上述機制在不同的發展階段分別發揮作用。但是最重要的電氣機制是水滴凍結造成的。大量的觀測事實表明,只有雲頂部呈現纖維狀絲結構時,雲才會發展成雷暴雲。飛機觀測表明,雷雨雲中存在以冰、設定、顆粒為主的大量雲粒子,大量電荷積累,即雷雨雲電機制,必須依賴顆粒生長過程中的碰撞、碰撞、摩擦等因素才能發生。

綜上所訴,下雨天打雷是一種正常的自然現象,我們不需要過於擔心。

天空的雷電是怎麼形成的

雷電的形成

雷電是由雷雲(帶電的雲層)對地面建築物及大地的自然放電引起的,它會對建築物或設備產生嚴重破壞。因此,對雷電的形成過程及其放電條件應有所瞭解,從而採取適當的措施,保護建築物不受雷擊。

在天氣悶熱潮濕的時候,地面上的水受熱變為蒸汽,並且隨地面的受熱空氣而上升,在空中與冷空氣相遇,使上升的水蒸汽凝結成小水滴,形成積雲。雲中水滴受強烈氣流吹襲,為一些小水滴和大水滴,較大的水滴帶正電荷,小水滴帶負電荷。細微的水滴隨風聚集形成了帶負電的雷雲;帶正電的較大水滴常常向地面降落而形成雨,或懸浮在空中。由於靜電感應,帶負電的雷雲,在大地表面感應有正電荷。這樣雷雲與大地間形成了一個大的電容器。當電場強度很大,超過大氣的擊穿強度時,即發生了雷雲與大地間的放電,就是一般所説的雷擊

雷電是怎麼產生的

雷電起因一般被認為是雲層內的各種微粒因為碰撞摩擦而積累電荷,當電荷的量達到一定的水平,等效於雲層間或者雲層與大地之間的電壓達到或超過某個特定的值時,會因為局部電場強度達到或超過當時條件下空氣的電擊穿強度從而引起放電。

空氣中的電力經過放電作用急速地將空氣加熱、膨脹,因膨脹而被壓縮成等離子,再而產生了閃電的特殊構件雷(衝擊波的聲音)。

雷電的電流很大,其峯值一般能達到幾萬安培,但是其持續的時間很短,一般只有幾十微秒。所以雷電電流的能量不如想象的那麼巨大。不過雷電電流的功率很大,對建築物和其他設備尤其是電器設備的破壞十分巨大,所以需要安裝避雷針或避雷器等以在一定程度上保護這些建築和設備的安全。

擴展資料

雷電活動的一般條件

(1)地質條件:土壤電阻率的相對值較小時,就有利於電荷很快聚集。局部電阻率較小的地方容易受雷擊;電阻率突變處和地下有導電礦藏處容易受雷擊;實際上接地網電阻率,會增大雷擊概率。

(2)地形條件:山谷走向與風向一致,風口或順風的河谷容易受雷擊;山嶽靠近湖、海的山坡被雷擊的概率較大。

(3)地物條件:有利於雷雨雲與大地建立良好的放電通道。空曠地中的孤立建築物,建築羣中的高聳建築物容易受雷擊;大樹、接收天線、山區輸電線路容易受雷擊;符合尖端放電的特性,基站鐵塔建成後也會增大雷擊的概率。

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設備,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。

參考資料來源:百度百科-雷電

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