闪电起因及其形态课件
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第三章闪电现象发生于大气中的瞬时大电流、高电压、长距离闪电放电现象,其大多数与雷暴云相联系。
虽然在雪暴、沙尘暴、火山爆发以及核爆炸产生的蘑菇云中偶尔也可观测到闪电现象,但是研究较少,本章将介绍与雷暴云有关的闪电现象,包括地闪、云闪、球状闪电和蛛状闪电的宏观特征以及伴随它们产生的雷声、天电等现象。
3.1 闪电的分类通常情况下,一半以上的闪电放电过程发生在雷暴云内的主正、负电荷区之间,称作云内放电过程,云内闪电与发生几率相对较低的云间闪电和云-空气放电一起被称作云闪。
另一类闪电则是发生于云体与地面之间的对地放电,称为地闪,地闪和云闪的实际拍摄照片可参见图1-1、图1-2和图1-3。
虽然最频繁发生的闪电是云闪,但是由于地闪对地面物体所造成的严重威胁,以及它的放电通道暴露于云体之外易于光学观测,因此目前对地闪放电过程已经有了相对较系统的研究。
Berger(1978)按照地闪先导所转移电荷的极性和运动方向将地闪分为四种形式,如图3-1 所示。
第一种形式常被称为下行负地闪,占全部地闪的90%以上,它由向下移动的负极性先导激发,因此向地面输送负电荷;第二种闪电也由下行先导激发,但是先导携带正电荷,因此向地面输送正电荷,被称为下行正地闪,这种类型的闪电少于全部闪电的10%。
第三和第四种类型的闪电由从地面向上移动的先导激发,被称为上行闪电(上行雷)。
上行闪电一般比较罕见,通常发生在高山顶上或人工的高建筑物上。
第三种闪电先导携带正电荷,因此对应于云中的负电荷向地面的输送,而第四种闪电则对应于负极性先导,因此将云中的正电荷向地面输送。
随着目前城镇高建筑物的增多,上行放电有略增的趋势。
利用火箭拖带细导线技术的人工引发雷电(见本书第六章)实际上是一种上行闪电。
通常,将向地面输送负电荷的闪电(第一、第三种类型)称为负闪,向地面输送正电荷的闪电(第二、四种类型)称为正闪。
图3-1 四种不同类型的地闪示意图3.2 负地闪放电过程负地闪放电过程定义为将云内的负电荷输送到地面的放电过程。
闪电形成原因
闪电是一种自然现象,气流在雷雨云中会因为水分子的摩擦和分解产生静电.这些电分两种.一种是带有正电荷粒子的正电,一种是带有负电荷粒子的负电.正负电荷会相互吸引,就象磁铁一样.正电荷在云的上端,负电荷在云的下端吸引地面上的正电荷.云和地面之间的空气都是绝缘体,会阻止两极电荷的电流通过.当雷雨云里的电荷和地面上的电荷变得足够强时,两部分的电荷会冲破空气的阻碍相接触形成强大的电流,正电荷与负电荷就此相接触.当这些异性电荷相遇时便会产生中和作用(放电).激烈的电荷中和作用会放出大量的光和热,产生出一道明亮夺目的闪光,这些放出的光就形成了[闪电].
大多数的闪电都是连接两次的.第一次叫前导闪接,是一股看不见的空气叫前导,一直下到接近地面的地方.这一股带电的空气就象一条电线, 为第二次电流建立一条导路.在前导接近地面的一刹那,一道回接电流就沿着这条导路跳上来,这次回接产生的闪光就是我们通常所能看到的闪电了.-
闪电袭击了位于美国巴顿鲁日的州政府大楼。
闪电的形状
闪电的形状有好几种:最常见的有线状(或枝状)闪电、片状闪
电和球状闪电。
球状闪电是一种十分罕见的闪电形状。
1.线状闪电或枝状闪电是人们经常看见的一种闪电形状。
它有耀眼的光芒和很细的光线。
可以毁坏和摇动大树,有时还能伤人。
当它接触到建筑物的时候,常常造成“雷击”而引起火灾。
线状闪电多数是云对地的放电。
2.片状闪电也是一种比较常见的闪电形状。
它看起来好象是在云面上有一片状闪电,经常是在云的强度已经减弱,降水趋于停止时出现的。
它是一种较弱的放电现象,多数是云中放电。
3. 球状闪电虽说是一种十分罕见的闪电形状,却最引人注目。
它象一团火球,有时还象一朵发光的盛开着的“绣球”菊花。
它约有人头那么大,偶尔也有直径几米甚至几十米的。
球状闪电的生命史不长,大约为几秒钟到几分钟。
总之,闪电的形成就是带电的云层相互摩擦产生的放电现象. 放电的时候因为电子的运动是没有规律的,他会随着大气中
电阻较小的方向,瞬间击穿大气产生了各种各样奇妙形状的闪电。
当地时间2012年6
月28日,
英国林肯郡,一架飞机为航展做准备时遭遇雷电。
2015-03-24。