雷一定是和闪电联系在一起的,是由于闪电击穿空气以后,高温引起空气急剧膨胀,带来的震耳欲聋的冲击波。一次闪电的电流可以高达3万到30万安培,闪电经过的空气温度会被加热到8000到3万度,发出耀眼的白光。因为能量是在突然之间释放的,所以雷电可以摧毁树木甚至是房屋。
我们在家里面拔电源插座的时候,有的时候会听到啪的一声,这就是电流击穿空气的声音。
》雷、电不分家,正因为有了闪电,才有了隆隆的雷声。
那么闪电是怎么形成的呢?首先要有大量电荷的聚集,电场在电荷的聚集过程中会不断的升高,高到一定的程度就会击穿空气引起放电。
我们所处的地球整个都是带电的,而且电荷分布每一处都不均匀。总的来说地球是带负电的,这是因为太阳是带正电的。
离我们地球1.5亿公里远的本星系的母恒星~太阳,不仅是我们地球上的天然巨大照明光源,还是一个巨大的等离子发射器。
太阳内部的温度高达1500万度,它外表的温度也有5000多度。高温把电子从原子核周围剥离,形成原子核与电子的混合等离子浆。这些等离子喷射到外太空就会形成太阳风。由于电子的质量较轻,所以最容易被喷射到外层空间。
由太阳风带来的大量电子,让地球带上了负电,所以我们脚下的大地是带负电的。
大气带正电,天气越是晴朗,大地和空气的电压差越高。在陆地上空每米电压差可以达到120伏,在海面上空每米电压差可以达到130伏。
》地面上的水蒸气蒸发到高空,形成云。云顶带正电,云底带负电。
这种正负电荷分离形成的电压差,就是闪电产生的物理背景。
但是光有电压差,还不能构成闪电。只有当电压差高到能够击穿绝缘层的时候,闪电才会发生。
夏天温度高,地面有强烈的上升气流,把大量的水蒸气带入空中。云高且厚,云底和云顶形成的电压差有足够的高,所以在云层内会有放电产生。
高温带来了空气湿度的增加,空气的绝缘效果变差。强大的云底电场击穿了绝缘变差的空气,就形成了从云底延伸下来的闪电。
闪电放电时候的电压可以高达1000万到1.2亿伏特。一个典型的闪电放电时长一般在1/100~1/1000秒,释放出的能量有几百亿焦耳,相当于10吨TNT炸药在瞬间爆炸。
155毫米口径火炮,炮弹内部的装药也只有8公斤。在闪电行进的通路上,相当于排列着很多门大口径火炮在同时发射。
》冬天空气干燥,绝缘性好,没有强烈的上升气流,云层的厚度和体积都不大。
闪电形成的两个条件:强大的云底电荷积聚以及绝缘变差的空气,都不存在。所以在冬天不会出现打雷。
但是,冬天也并不是绝对不打雷。只要符合闪电形成的条件,首先就会放电,然后就会听到隆隆的雷声。只是这种现象在冬天极少。
在地球上越靠近两极,雷电发生的概率越少。南纬65度以南,北纬82度以北,就很少听到雷声了。
地球上雷电最多的地区是印度尼西亚的爪哇岛,每年会发生1400多次雷暴。这里空气炎热,大气活动剧烈,雨水充沛,每年的降雨量高达4000多毫米,符合形成雷电的所有条件。
除了云层放电形成的闪电以外,还有一种特殊的球形闪电,没有办法用本文中的知识来解释。一般认为球形闪电是一团高温的等离子旋涡,科学家至今没有完全弄明白球形闪电产生的规律。
》2020年3月5号是农历的惊蛰,在中国传统历法里面,惊蛰就是第1声雷响起的时候。
因为雷声的响起,惊动了蛰伏在地下的昆虫,故名为惊蛰。
落地雷和球形闪电击中人和建筑物都会引起损失。全世界每年都有超过1万人被闪电击中,这其中90%的人会活下来。
但是人类的文化里面并没有痛恨闪电和打雷,神话传说里雷代表着公正的裁决,那些作恶多端的人会被雷劈。
实际上雷电带给人类社会的好处远远大于它给人类带来的损失。闪电高温加热空气,可以让氧原子和氮原子结合,并且随着降雨落到地面,形成氮肥。在闪电频繁的地区,植物的生长明显茂密很多。闪电会形成臭氧,净化空气,所以雨后的天气才会格外的清新。
冬至是北半球日照时间最短的一天。冬至以后日照时间不断的增长,长江中下游一带气温回升雨水增多,强烈的上升气流把云层堆高堆厚。潮湿的空气引导着闪电,于是就有了春天里的第1声雷。
但是北方来说,打雷的时间要推迟到至少一个月,到清明节以后才会慢慢的听到雷声。