打雷 - 自然現象檢視原始碼討論檢視歷史
| 打雷 - 自然現象 |
 |
打雷是一種自然現象，下雨時，天上的雲有的是正極，有的是負極。兩種雲碰到一起時，就會發出閃電，同時又放出很大的熱量，使周圍的空氣受熱，膨脹。瞬間被加熱膨脹的空氣會推擠周圍的空氣，引發出強烈的爆炸式震動。這就是雷聲。
基本信息
中文名稱； 打雷
外文名稱； thunder
本質； 聲音的傳播
聲速； 約340米/秒
日文； かみなり
韓文； 천동(을) 치다
伴隨現象； 閃電
拼音； dǎ léi
簡介
雷電是雷雨雲中的放電現象。形成雷雨雲一般要具有兩個條件，充足的水汽和劇烈的對流運動。冬天，由於空氣寒冷乾燥，加之太陽輻射較弱，空氣中不易形成對流，因而很少有雷電。但有時冬季氣溫偏高就形成了雷雨雲，產生了雷電，並出現雨雪天氣。對流特別強盛，還可形成冰雹，這就會產生所謂"冬打雷"的天氣現象。了解了這些原因，"冬打雷"就不奇怪了。
原因
為什麼會出現雪天打雷的現象，據報道，1970年初春的某天晚上，我國長江中下游地區朔風怒吼，下着少見的鵝毛大雪。突然間，天空中電光閃閃，雷聲隆隆，這一罕見的天氣現象令人感到奇怪。魯西地區元宵節當天也有大雪伴打雷的現象。那麼，為什麼下雪天還會打雷呢?
電閃雷鳴，是夏天常見的天氣現象，而下雪一般都在冬天，這是兩種絕然不同的天氣現象。但是，只要某時某地的天氣具備了既能下雪又能打雷的條件時，這兩種絕然不同的天氣現象就能同時出現。
在冬天，當天空陰雲密布，高空雲層中的氣溫在零度以下時，雲中的水汽就凝結成雪。雪花從雲中落下來時，如果近地面層的空氣溫度較高，雪花就會融化成為雨滴。相反，如果近地面層的氣溫較低、雪花不能融化，這時就下雪了。
雷雨是由於暖濕空氣在局部地方出現強烈對流，暖空氣急劇上升產生了積雨雲的劇烈振動，就會積累了大量的電荷，而產生閃電現象。
雷電的形成
眾所周知，雷雨季節的閃電與高壓電場中的絕緣物質電離擊穿導電是一個道理。在雷雨天氣，帶電雲層所形成的高壓電場強度是很高的。通常，帶電雲層對大地放電一般是這種情況，其雲層屬於正電荷區高電位，大地處於負電荷區低電位。空氣原本是不導電的，但在強大的電場力作用下，氣體原子核最外層的電子就會受到電場力的激發而產生躍遷飄逸而形成帶電離子。獲得電子的原子稱其為負離子，失去電子的原子稱其為正離子。在電場力的作用下，帶電離子可形成電子流。另外，絕緣體的電子受原子核的引力場作用較強，也可稱其為原子核對電子的束縛力，在一般的外加電力場中其外圍電子呈現為較大的惰性狀態很難激發脫離軌道成為帶電離子。如果外加電場力超過了其絕緣體原子核對電子的束縛力，也就是電子的受激發狀態，那麼其絕緣體就會形成我們常說的擊穿狀態而參與導電。在自然界的物質中，天然雲母的電導惰性最大，其次是玻璃、陶瓷、塑料等類。 空氣是一般的絕緣介質，而純正單一的氣體其原子核外圍電子的游離惰性也是很強的。然而空間氣體中的成分並不純正，也摻雜有其他的物質顆粒或者是水分子而極易構成低電場下形成的離子態。介質擊穿電離導電，是電工學中常用的專業術語。面對自然界所形成的強大電場，由空間氣體形成的絕緣介質是微不足道的，數億伏特的電壓場很容易將氣體核外電子激發游離而成為帶電離子參與導電。絕緣介質擊穿就是絕緣物質構成的離子態，高壓電場形成的弧光放電現象，就是絕緣介質核外電子被激發游離後形成的能量釋放所產生的光輻射。
雷與閃電，是由空間氣體的核外電子被電場激發後形成等離子導電狀態，同時也伴隨了光輻射和熱效應的產生。由於光以及熱輻射的作用使其周圍空氣溫度急劇的增加從而產生熱膨脹，進而又推動空氣形成震盪波，也就是我們聽到的雷暴聲。空氣中的水分子濃度越大雜質越多，被高壓電場擊穿電離的可能性就越大，閃電的發生幾率和強度也就越高。雷電電場強度有兩種因素，其一，閃電的光輻射強度以及雷暴分貝係數也與電場的強度有關，帶電雲層與地面的距離越近，電場強度就越大。其二，帶電雲層的電荷量越大，電場強度也就越高，電場強度也與電荷的聚集速度有關。電場放電時間的延續與雲層電荷聚集的速度也存在着一定的關聯性，也是我們平時所說的閃電持續的時間以及光耀度的變化範圍。
雲層之間的雷暴閃電，是屬於強大的雲間正負電荷構成的高壓電場，在電場力的作用下，氣體被擊穿後形成的正負電荷碰撞產生的光輻射和空氣衝擊波效應，這類似於帶有正電荷雲層對大地的放電現象。雲層電荷聚集的數量越多，高壓靜電場力越大，其雷電光輻射強度以及雷暴衝擊波聲音分貝係數也就越強。平時，我們能從閃電的輝光強度和雷暴聲音分貝係數中就能夠判斷出雷電的能量。在同一距離，閃電的輝光越強烈，產生的熱輻射能越大，從而對金屬導體產生的磁電感應量也就越高。閃電所發出的光譜是從紫外線至紅外線之間範圍，同時也會伴隨強磁場輻射而破壞電力及通訊設備和形成大自然的雷電災害。鑑於雷電構成的機理，我們人類還在不斷的探索中，難以破解的就是球形雷的形成因素。為什麼球形雷中的帶電離子所形成的高溫飄逸態會有長時間的持續?是否是某一種物質在強大的電場力作用下產生延續不斷的微型核聚變形體?總而言之，人類在雷電形成的諸多方面還有很多的未知問題等待人們去破解。相信，隨着科學的不斷進步，人們會不斷地衝擊着大自然的禁區，去尋找出我們自然世界中的諸多未知量。
主要形式
而當時的天氣是地面氣溫為零度左右，具備了下雪的條件。而在高空有暖濕空氣猛烈爬升，發生了強烈的對流現象，形成了積雨雲，所以就產生了一面下雪，一面打雷的天氣現象。高空中有好多股氣流在不斷地運動.這些氣流有的向上跑,有的向下跑,方向不同,速度也不相同,有的快,有的慢.氣流的運動使空氣中的積雲有的向上沖,有的向下降.雲和雲這之間的磨擦使雲帶上不同種的電荷.由於同種電荷相排斥,因此正電荷和負電 荷分別聚集到雲的兩端.空氣流動越快,雲層越厚,帶的電就越多.積雲所帶的電達到 一定程度,就會穿過空氣放電,使兩種電荷中和.由於電穿過空氣的時候會發熱,使空 氣迅速地膨脹,從而發出巨大的響聲,這就是運輸雷. 如果帶電的積雲離地面比較近,也會因靜電感就應使地面帶上和雲的下層不同的電. 當帶的電達到一定程度時,積雲就會向地面放電,這就是容易造成災害的落地雷. 一般來說,地面哪裡有突出的東西就容易從哪裡放電.
季節差別
為什麼冬天下雪很少打雷，夏天下雨打雷?
雷電是雷雨雲中的放電現象。形成雷雨雲要具備一定的條件，即空氣中要有充足的水汽，要有使濕空氣上升的動力，空氣要能產生劇烈的對流運動。春夏季節，由於受南方暖濕氣流影響，空氣潮濕，同時太陽輻射強烈，近地面空氣不斷受熱而上升，上層的冷空氣下沉，易形成強烈對流，所以多雷雨，降冰雹。
而冬季由於受大陸冷氣團控制，空氣寒冷而乾燥，加之太陽輻射弱，空氣不易形成劇烈對流，因而很少發生雷陣雨。但有時冬季天氣偏暖，暖濕空氣勢力較強，當北方偶有較強冷空氣南下，暖濕空氣被迫抬升，對流加劇，就會形成雷陣雨，出現所謂"雷打冬"的現象。氣象專家還說，雷暴的產生不是取決於溫度本身，而是取決於溫度的上下分布。也就是說，冬天雖然氣溫不高，但如果上下溫差達到一定值時，也能形成強對流，產生雷暴。冬打雷在中國很少見，但在加拿大多倫多的冬天就經常出現。
發生
空氣極不穩定的時候，容易發生強烈的向上對流運動，而形成高聳的積雨雲，雲中充滿上上下下奔竄的水汽，就會產生靜電，雲的上端會產生正電荷，雲的下端會產生負電荷，地面又是負電荷，雖然兩個負電荷之間存在電壓差，但是，兩個負電荷之間有空氣作為絕緣體，無法發生放電現象。若兩個負電荷間的電壓差，大到可以衝破絕緣體的空氣，使空氣在瞬間膨脹爆炸、發熱發光，發光就是閃電，膨脹爆炸發出巨大聲響就是打雷。
防雷須知
注意事項 ①在打雷下雨時，嚴禁在山頂或者高丘地帶停留，更要切忌繼續蹬往高處觀賞雨景，不能在大樹下、電線杆附近躲避，也不要行走或站立在空曠的田野里，應儘快躲在低洼處，或儘可能找房屋或乾燥的洞穴躲避。
②雷雨天氣時，不要用金屬柄雨傘，摘下金屬架眼鏡、手錶、褲帶，若是騎車旅遊要儘快離開自行車，亦應遠離其它金屬制物體，以免產生導電而被雷電擊中。
③在雷雨天氣，不要去江、河、湖邊游泳、划船、垂釣等。
④在電閃雷鳴、風雨交加之時，若旅遊者在旅店休息，應立即關掉室內的電視機、收錄機、音響、空調機等電器，以避免產生導電。打雷時，在房間的正中央較為安全，切忌停留在電燈正下面，忌依靠在柱子、牆壁邊、門窗邊，以避免在打雷時產生感應電而致意外。
當發生雷擊時，旅伴應立即將病人送往醫院。如果當時呼吸、心跳已經停止，應立即就地做口對口人工呼吸和胸外心臟按摩，積極進行現場搶救。千萬不可因急着運送去醫院而不作搶救，否則會貽誤病機而致病 死亡。有時候，還應在送往醫院的途中繼續進行人工呼吸和胸外心臟按摩。此外，要注意給病人保溫。若有狂躁不安、痙攣抽搐等精神神志症狀時，還要為其作頭部冷敷。對電灼傷的局部，在急救條件下，只需保持乾燥或包紮即可。
雷雨天氣發生時，即使在安裝了避雷針的情況下，也應該迅速拔掉室內電視、電冰箱以及天線電源的插頭，防止空間電磁波干擾造成不必要的損失。此外，從電閃雷鳴的形成和發生過程來看，空曠場地上、建築物頂上、高大樹木下、靠近河湖池沼以及潮濕地區是雷擊事故多發區。
專家提醒 全國建築物電氣裝置標準化技術委員會委員王宏民:在室外，要考慮到雷電活動區域，看雷電活動遠近，一般是聽雷聲就能判斷出遠近，不要躲到避雷針和大樹下面。在空曠的地方不要打雨傘，因為雨傘有針尖，電場強度要集中些。要蹲下來，兩腳併攏。
專家最後強調，如遇雷雨天氣，市民最好躲入一棟裝有金屬門窗或設有避雷針的建築物內。一輛金屬車身的汽車也是最好的"避雷所"，一旦這些建築物或汽車被雷擊中，它們的金屬構架或避雷裝置或金屬本身會將閃電電流導入地下。[1]