謎一般的閃電是如何產生的

2020-12-06 三叉貓

在古代的時候,人們就對閃電很是納悶,這到底是個什麼玩意兒?大傢伙是一點兒概念也沒有,所以自然就要靠神話來解釋了,在中國古代神話中,閃電的產生是天宮上兩位處級幹部的主要工作,這就是雷公和電母。

《西遊記》中的雷公電母

一個負責放光一個複雜打響,想想這兩位領導也真沒比現在的領導強到哪裡去,也是夠無聊的了。而且這麼簡單的任務,有時候兩個人還開展不了,還得把龍王拉來,到時候上報的時候,天庭是主辦單位,協辦單位是龍宮,其實幹活就三個科員。

同樣的在古希臘也沒好到哪裡去,即便是古希臘哲人再怎麼有智慧,再怎麼愛思索自然,但是電這個玩意兒真是一點兒概念也沒有,所以他們也不得不訴諸神話,在古希臘神話中,主要是阿爾傑斯、不容忒斯和斯忒洛配斯三人為宙斯製造閃電。

當然了隨著知識的不斷進步,關於閃電的謎團也一步步被揭開,現在任何一個小朋友,甚至是什麼薛之謙都應該知道,閃電是發生在自然界的長距離、大電流放電現象,當然了至於後者知不知道,我也不敢肯定。

一般來說閃電多見於夏天的雷陣雨天氣中,在條件合適的時候,偶爾也會發生在雪一片一片一片的冬季,另外火山爆發、原子彈、氫彈爆炸的時候,也會發生閃電,有研究表明,地球上最早出現的與生命有關的物質,甚至也是在閃電的激發下形成的,那麼這些刺破蒼穹的絢麗電光,到底是怎麼產生的呢,它對地球又有哪些重要影響呢?

不過閃電雖然多發生於雷雨天,但是要說起閃電的形成,我們還要從雷暴發生之前的晴天開始說起,我們知道地球本身是一個良導體,自身有很大的電容量,所以人們將地球的電勢人為規定為0。那麼在距離地球表面60 公裡以上的區域,就是電離層,電離層本身帶有一定量的正電荷,於是帶正電的電離層就和電勢為0 的地面,組成了一個電容器。而這之間的電壓達到了250kV,也就是說即便是在晴天,地面附近的電場強度也會達到大約100 伏/米,所以說我們的頭頂和腳底之間,其實存在著上百伏的電壓,不過這個電壓不會對我們造成任何影響。但如果雷暴天氣出現,此時的大氣電場就會與晴天出現較大的差別,而出現這種差別的主要原因就是雷暴雲的存在

雷暴雲

所謂的雷暴雲,就是可以產生雷暴的積雨雲。它位於地面和電離層之間,距離地面幾公裡到幾十公裡不等,在雷暴雲內部存在著強烈的對流運動,由於雷暴雲中的正負電荷被分別集中於特定區域,而且具有明顯的分層特徵,所以這就使得原來晴天大氣中帶電粒子的分布狀況,和電場的強度發生了極大的改變。科學家根據測量得出,當發生閃電的時候,雷暴雲中的電場強度非常高,電壓達到幾十萬伏/米,而雷暴雲與地面之間的電壓甚至可以高達上億伏,那麼雷暴云為什麼會有這麼牛逼的電場強度呢,這就不得不說雷暴雲的構成了。顯而易見的是,雷暴雲都是由水組成的,但是水也是有不同脾氣的,隨著高度、溫度和壓力的不同,水會呈現出不同的面貌。

氣態、液態和固態的水的粒子的粒徑和密度都不相同,它們原本都是電中性的,在對流層中隨著氣流上下翻飛、互相碰撞,就在這時情況發生了改變,由於不同的粒子束縛正負電荷的能力不同,所以在碰撞的過程中,就互相帶上了不同極性的電荷,這和梳頭髮產生靜電的道理是一樣的。

一般來說雲層裡的冰晶更容易帶正電,而水滴更容易帶負電,由於冰晶比水滴輕,所以在強對流活動的驅動下,它們所處的位置就出現了分異,較輕的冰晶攜帶正電荷位於雲層上部,較重的水滴攜帶負電荷位於雲層的下部,儘管每個粒子所攜帶的電量是非常小的,但是抗不了團結就是力量,數量極其巨大的粒子聚集在一起時,就能展現出強大的宏觀效應,同時由於對流運動十分複雜,所以雲層的電荷分布也會在局部位置出現反常。這樣一來雷暴雲整體上就體現為三個典型的帶電區域,分別是上部的正電荷區,下部的負電荷區,同時在雲層的最下方,還存在著一個小範圍的正電荷區,當雷暴雲中的電荷分離達到一定程度,導致雲內的電場積累增強時,就最終導致空氣擊穿並進一步形成閃電了。

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