什麼是閃電，它是如何發生的？

雷雲的由來

高高地升起的霧由水粒子組成並形成雲。更大更重的雲稱為積雲。有些雲很簡單——它們不會引起閃電或雷聲。其他的被稱為雷暴，因為它們會產生雷暴，形成閃電和雷聲。雷云不同於普通的雨雲，它們帶電：有的帶正電，有的帶負電。

雷雲是怎樣形成的？每個人都知道雷雨期間的風有多強。但在地面以上的地方，森林和山脈不會阻礙空氣的流動，甚至會形成更強的空氣渦流。這種風在雲層中主要產生正電和負電。

每個液滴的中心都有正電，液滴表面有等量的負電。落下的雨滴被風捕獲並落入氣流中。風用力擊打水滴，將其打碎。在這種情況下，脫離的液滴外部顆粒帶負電。

液滴剩餘的較大和較重的部分帶正電。雲中聚集重水滴的部分帶正電。從雲層落下的雨水將部分雲層的電力傳輸到地面，因此在雲層和地面之間產生了電吸引力。

在圖。圖 1 顯示了雲中和地球表面的電分佈。如果雲帶負電，那麼地球的正電將努力被它吸引，分佈在所有導電的高架物體的表面。站在地面上的物體越高，雲頂和雲底之間的距離就越小，留在這裡的空氣層也就越小，發出相反的電。很明顯，在這樣的地方閃電更容易穿透地面。我們稍後會告訴您更多相關信息。

米。 1. 雷雲和地面物體中的電力分佈

閃電是什麼原因引起的？

走近一棵高大的樹或房子，一團帶電的雷云作用在上面。在圖。 1 帶負電的雲將正電吸引到屋頂，房屋的負電將進入地下。

兩種電——在雲中和在屋頂上——往往會相互吸引。如果雲中有很多電，那麼通過影響在房子上形成很多電。

正如進水可以侵蝕大壩並衝入激流，在其不受限制的運動中淹沒山谷，電能在雲中越來越多地積累，最終可以沖破將它與地球表面隔開的空氣層並湧入下到大地，到相反的電。強烈的放電會發生——電火花會在雲和房子之間滑動。

這是擊中房子的閃電。閃電放電不僅可以發生在雲和地面之間，也可以發生在兩個帶有不同類型電的雲之間。

風越大，雲帶電的速度就越快。風做一定的功，將正負電分開。

閃電是如何發展的？

大多數情況下，擊中地面的閃電來自帶負電的雲層。從這樣的雲中擊中的閃電以這種方式發展。

首先，少量電子開始從雲層流向地面，在一個狹窄的通道中，在空氣中形成一種電流。

在圖。圖 2 顯示了閃電形成的開始。在通道開始形成的雲部分中，具有高速運動的電子已經積累，因此它們與空氣原子碰撞，將它們分解成原子核和電子。

米。 2.閃電開始在雲中形成

在這種情況下釋放的電子也沖向地面，再次與空氣中的原子碰撞，將它們分開。就好比山上的雪落下，起初是一小塊，滾落下來，上面粘滿了雪花，然後飛得越來越快，變成了一場大雪崩。

在這裡，電子雪崩捕獲了新的空氣體積，將其原子分裂成碎片。在這種情況下，空氣被加熱，隨著溫度的升高，其電導率增加。它從絕緣體變成導體。通過由此產生的來自云的空氣導電通道，電力開始越來越多地流失。電以驚人的速度接近地球，達到每秒100公里。

在百分之一秒內，電子雪崩到達地面。這僅結束了第一個，可以說是閃電的“準備”部分：閃電已經到達地面。第二，Lightning 開發的主要部分尚未到來。閃電形成的考慮部分稱為導體。這個外來詞在俄語中是“領導者”的意思。嚮導為閃電的第二個更強大的部分讓路。這部分稱為主要部分。一旦通道到達地面，電流就會開始更加猛烈和快速地流過它。

現在在通道中累積的負電與隨雨滴落到地面的正電之間存在聯繫，並且通過電作用在雲和地面之間發生放電。這種放電是一種強度巨大的電流——這種強度比傳統電網中的電流強度大得多。

通道中流動的電流增加非常快，達到最大強度後，開始逐漸減小。如此強大的電流流過的閃電通道會升溫很多，因此會發出明亮的光。但是雷電放電中電流流動的時間很短。放電持續的時間非常短，因此放電期間產生的電能相對較小。

在圖。圖 3 顯示了避雷針向地面的逐漸移動（左側前三幅圖）。

米。 3、避雷針（前三圖）及其主要部分（後三圖）的逐步發展。

最後三幅圖顯示了閃電第二（主要）部分形成的不同時刻。看閃光燈的人當然無法區分它的嚮導和主要部分，因為它們在同一條路徑上以極快的速度跟隨彼此。

連接兩種不同類型的電後，電流被中斷。通常閃電不會停在那裡。通常，新的領導者會立即沿著第一次投擲所開闢的路徑衝刺，而在他身後，在同一條路徑上，又是投擲的眼睛部分。這樣就完成了第二次放電。

最多可以有 50 個這樣的獨立類別，每個類別都由自己的領導者和主體組成。大多數情況下有 2-3 個。單獨放電的出現使閃電斷斷續續，經常看到閃電的人會看到它閃爍。這就是導致閃光燈閃爍的原因。

單獨放電形成之間的時間非常短。不超過百分之一秒，如果放電次數非常多，那麼閃電的持續時間可以達到整整一秒，甚至幾秒。

我們只考慮了一種最常見的閃電。這種閃電被稱為線性閃電，因為它在肉眼看來是一條線—​​—一條窄而明亮的白色、淺藍色或亮粉色帶。

線狀閃電的長度從數百米到數公里不等。閃電的路徑通常是曲折的。閃電往往有很多分支。如前所述，線性閃電放電不僅可以發生在雲與地之間，也可以發生在雲與雲之間。

球形閃電

然而，除了線性閃電之外，其他類型的閃電很少見。我們將考慮其中最有趣的一個——球狀閃電。

有時有閃電放電是火球。球形閃電是如何形成的尚未得到研究，但對這種有趣的閃電放電類型的現有觀察使我們能夠得出一些結論。

大多數情況下，球形閃電的形狀像西瓜或梨。它持續時間相對較長——從幾分之一秒到幾分鐘。

球形閃電最常見的持續時間為 3 到 5 秒。大多數情況下，球狀閃電以直徑為 10 至 20 厘米的紅色發光球的形式出現在雷暴結束時。在極少數情況下，它也很大。例如，拍攝到一條直徑約10米的閃電。

球有時可以是令人眼花繚亂的白色並且具有非常清晰的輪廓。球狀閃電通常會發出嘶嘶聲、嗡嗡聲或嘶嘶聲。

球狀閃電可以無聲無息地消失，但它可以發出微弱的爆裂聲，甚至是震耳欲聾的爆炸聲。當它消失時，往往會留下一股刺鼻氣味的霧氣。在地面附近或室內，球形閃電以跑步者的速度移動——大約每秒兩米。它可以靜止一段時間，這樣一個“穩定”的球發出嘶嘶聲並發出火花，直到消失。有時球形閃電看起來是由風驅動的，但通常它的運動與風無關。

球狀閃電會被封閉空間吸引，在那裡它們會穿透敞開的窗戶或門，有時甚至會穿透小裂縫。管道對他們來說是個好方法；這就是為什麼火球經常從廚房的烤箱裡冒出來的原因。繞過房間後，閃電球離開房間，通常沿著它進入的相同路徑離開。

有時閃電在幾厘米到幾米的距離上起伏兩三次。在這些起伏的同時，火球有時會在水平方向移動，然後球狀閃電會出現跳躍。

通常，球狀閃電會“落在”電線上，更喜歡最高點，或者沿著電線滾動，例如，沿著排水管。沿著人的身體移動，有時在衣服下面，火球會導致嚴重燒傷甚至死亡。關於雷擊致人和動物致命傷害的案例有很多描述。熱閃電會對建築物造成非常嚴重的破壞。

雷擊哪裡？

由於閃電是通過絕緣體（空氣）厚度的放電，它最常發生在雲層與地球表面任何物體之間的空氣層較小的地方。直接觀察表明：閃電往往會擊中高大的鐘樓、桅杆、樹木和其他高大的物體。

然而，閃電不僅沖向高處的物體。從相鄰的兩根等高的桅杆上，一根是木頭的，一根是金屬的，並立在彼此不遠處，一道道閃電直奔金屬柱而去。發生這種情況有兩個原因。首先，即使在潮濕的情況下，金屬的導電性也比木材好得多。其次，金屬桅杆與地面連接良好，在領導者發展過程中，來自地面的電流可以更自由地流向桅杆。

後一種情況廣泛用於保護各種建築物免受雷擊。金屬桅杆與地面接觸的表面積越大，雲中的電就越容易傳入地面。

這可以與液體流如何通過漏斗倒入瓶子中進行比較。如果漏斗的開口足夠大，射流會直接進入瓶子。如果漏斗的開口很小，則液體會開始溢出漏斗的邊緣並倒在地板上。

閃電甚至可以擊中地球的平坦表面，但同時它會沖向土壤導電性較大的地方。因此，例如，潮濕的粘土或沼澤比干燥的沙子或多石的干燥土壤更容易被閃電擊中。出於同樣的原因，閃電擊中河流和溪流的岸邊，更喜歡它們而不是高大但乾燥的樹木聳立在它們附近。

雷電的這一特性——沖向接地良好、導電良好的物體——被廣泛用於實施各種保護裝置。