雷电的形成资料.pdf

引言 雷击是夏季经常出现的强对流天气现象之一，是大气云层的自然放电现象。 雷击如同冰雹、 洪水、龙卷风一样也是种自然灾害。 但由于其放电瞬间释放巨大 能量，居无定所，建筑物、电子设备一旦遭受雷击时，会产生超出设备所需的高 电压及强电流，造成设备、设施的毁坏，继而引发火灾，造成直接间接损失无法 估计。常常击毁器物，伤害人畜，严重危及生命和财产的安全，给我们的生活、 生产带来极大的危害。因此，了解雷击成因，既有助于认识雷击的危害性，又可 加强人类对雷电的防御。 1. 雷击 雷击的成因和形式 夏季 , 自然界由于高温，水分的蒸腾作用加强，空气对流运动旺盛。温热的 空气被强大的上升气流推到空中遇冷形成浓积云。 雷雨云是所有类型云中最为活 跃的一种， 在厚厚的云层中存在着大量的正负电荷， 正电荷和负电荷分离形成巨 大的电偶极子， 或多极子。 云层中大量的正电荷位于云层的顶部， 大量的负电荷 位于云层的中下部， 少量的正电荷在云层的底部。 天上的积云上升受到地面上升 的热气流不断的冲击， 会发生电离而产生强大的电荷。 某些云团带正电荷， 某些 云团带负电荷， 它们使大地地面或建筑物表面产生异性电荷， 当电荷积累到一定 程 度 时 ， 不 同 云 团 之 间 、 或 云 与 大 地 之 间 的 电 场 强 度 可 以 击 穿 空 气 （E=25~30KV/cm）, 开始游离放电，称之为“先导放电” ，云对地的先导放电是云 向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面（或地面上的建筑物、架空输电线）时， 便会产生由地面向云团的逆导主放电， 在主放电阶段里， 由于异性电荷的剧烈中 和，会出现很大的电流， 电流做功的结果， 可使电流通过地方的气体瞬间温度升 高到 30000℃左右，从而呈现强烈的火光，这就是闪电，同时迅速加热的闪电通 道各部分气体急剧膨胀， 强烈压缩附近的大气层产生冲击波， 冲击波退化时的声 发射，这些声冲击波相互叠加，形成轰轰雷声，这就是雷电。打雷下雨时会和地 面之间发生放电现象， 与地面上的比较高的建筑物、 户外通讯设施等接触， 就可 能产生电击，形成雷击。 一般情况下（ 80%—85%的情况），单次雷击不能将雷云电荷完全释放掉。一 个雷闪通常包含多个 （几个）雷击，而不是一个单一的雷单次雷击形成一个先导 放电，在持续平均约 60ms （一般为几毫秒到几百毫秒）的暂停后，另一个先导， 即直窜先导，在同一通道连续（而不是逐级）传播，速度为 1000— 10000km/s。 这种直窜先导没有分支， 沿着第一支回击形成的通道反向传播， 产生第二次回击 , 同样的过程一般会重复 3— 5 次，在单个负极性雷闪中记录到 26 次回击。 雷击主要分成以下三种： 直雷击：带电的云层与大地上某一点之间发生凶猛的放电现象； 感应雷：由于静电感应作用，带电云层使地面某一范围带上异种电荷； 球形雷：发生时只见一个大球在空中漂移，大球的尺寸大约从 10 ㎝到 100 ㎝。 雷击的危害 强雷暴是一种灾害性天气， 雷电会引起雷击火险， 由于雷电主要产生于积雨 云中，而积雨云是空气强对流的产物， 所以电闪雷鸣常伴有大风， 阵性降雨或冰 雹等恶劣天气，大风刮倒房屋，拔起大树（有时会被雷暴劈开） ，农作物遭冰雹 袭击，暴雨引起山洪爆发、泥石流等地质灾害。雷电功