闪电是怎么形成的?

闪电是怎么形成的?

闪电是一种强对流天气,多发于夏季。

通常情况下,空气以水平方向的流动为主,垂直风速很小,大概在厘米/秒的量级,但在夏天合适的条件下,垂直风速可以达到十几米/秒,可以形成高度达到对流层顶的积雨云,在这种积雨云中,由于强烈的垂直对流,就有可能发生闪电,我们一般也把这种积雨云称为雷暴云。

发生闪电就要有电,目前关于雷暴云带电的理论很多。我们一般认为,雷暴云中含有的大量冰晶、过冷水滴等。由于雷暴云中存在垂直方向的强烈对流,其中冰晶的淞附、过冷水滴的破碎等都会使云中不同粒子带有不同的电荷。一般的雷暴云上部带正电,下部带负电,有的雷暴云在下部还会有一小块带正电的区域。

在雷暴云的正负电荷层之间,当电场强度足够大时,便会产生放电现象,这就是闪电。大多数的闪电发生于雷暴云内部,其中的正负电荷相互抵消,最终也熄灭于雷暴云内部,这种闪电就被称为云闪。云闪发生的概率更高,一般占2/3以上,在一场雷暴云中,有可能出现全部都是云闪的现象。云闪也更难观察,一般云闪发生在雷暴云内部,被云层遮蔽,只有少部分发生在雷暴云表面的云闪才能用肉眼观察到。

也有部分闪电,向下发展的先导通道抵达地面,这就是地闪,一般占1/3以下。地闪是云体对大地放电的一种现象,也是造成雷电灾害的主要雷种,对地面上的建筑物和人的危害最大。地闪又分为正地闪和负地闪,正地闪是指云中的正电荷对地放电,负地闪则是负电荷对地放电,前者更罕见,一般只占地闪的10%以下,但前者的中和电量一般是后者的几倍甚至几十倍。

在地闪中,有一种比较特殊的上行闪电,这种闪电是由于云体携带电荷较多,在大地或建筑物上感应出较强的相反电荷,最终击穿空气产生闪电。这种闪电一般发生在有效高度超过100米的建筑物上,避雷针的原理也是如此。

其实还有一种向上放电的闪电,叫做天闪,天闪是发生在雷暴云和电离层之间的放电现象,叫做中高层大气瞬态发光事件。

至于雷击的伤害,云闪发生在雷暴云中,不会产生雷击,因此需要重点防护的只有地闪,闪电的危害在于其产生的高温、猛烈的冲击波以及强烈的电磁辐射。但被闪电击中倒也不一定会死,中国气象局报道[3]:据统计,闪电的受害者有2/3以上是在户外受到袭击。他们每3个人中有两个幸存。死者以在树下避雷雨的最多。不过即便侥幸逃命,想必滋味也不会好受。

总之,闪电还是很危险的,夏季雷雨天气一定要注意防护。

参考资料:

气象科普 (cma.gov.cn)

雷暴天气中的云闪、地闪和“天闪” (cma.gov.cn)

雷电的危害-中国气象局政府门户网站 (cma.gov.cn)