陸老師指導(dǎo):可以從這篇文章中找到相關(guān)的氣象知識(shí)信息。詳情如下:

閃電是一種自然現(xiàn)象,但它每年都會(huì)給每個(gè)地方帶來(lái)一些危害,其中最重要的是引起森林火災(zāi)。閃電也是一種放電現(xiàn)象。那么,你知道雷電放電具有什么特點(diǎn)?的閃電放電有什么特點(diǎn)嗎?邊肖今天就和大家分享一下,希望能給你帶來(lái)實(shí)質(zhì)性的幫助。

雷電放電具有什么特點(diǎn)

閃電放電

它具有大電流、高電壓的特點(diǎn)。

雷電流放電電流大,幅度高達(dá)幾十到幾百千安培;放電時(shí)間很短,只有50 ~ 100 s左右;頭部陡度較高,可達(dá)50kA/s,屬于高頻沖擊波。雷電產(chǎn)生的電壓可高達(dá)300 ~ 500千伏。直擊雷的沖擊電壓高達(dá)MV,放電時(shí)產(chǎn)生的溫度為2000K K。

大氣中的水汽是雷云形成的內(nèi)因;雷云的形成也與自然地形和氣象條件有關(guān)。熱閃電是夏季午后經(jīng)常發(fā)生的一種閃電,常伴有暴雨或冰雹。熱閃電形成快,持續(xù)時(shí)間短,1 ~ 2小時(shí);雷場(chǎng)長(zhǎng)度不超過(guò)200 ~ 300公里,寬度不超過(guò)幾十公里。

雷電

閃電是如何產(chǎn)生的?

閃電的條件是雷雨云中有雷擊,它們形成極性??茖W(xué)家們對(duì)雷云的充電機(jī)制和電荷的規(guī)律性分布進(jìn)行了大量的觀察和實(shí)驗(yàn),積累了大量的數(shù)據(jù),提出了各種解釋,但有些說(shuō)法仍有爭(zhēng)議。

對(duì)流云初始階段的“離子流”假說(shuō)

大氣中有大量的正離子和負(fù)離子。云中的雨滴上,電荷分布不均勻。最外層的分子帶負(fù)電,而內(nèi)層帶正電。內(nèi)層的電位差比外層高0.25V左右。為了平衡這種電位差,水滴必須優(yōu)先吸收大氣中的負(fù)離子,這使得水滴逐漸帶上負(fù)電荷。當(dāng)對(duì)流發(fā)展開(kāi)始時(shí),較輕的正離子被上升的氣流逐漸帶到云的上部;而帶負(fù)電的云滴因?yàn)檩^重,留在下部,導(dǎo)致正負(fù)電荷分離。

閃電天氣

冷云的電荷積累

當(dāng)對(duì)流發(fā)展到一定階段,云上升到0以上的高度時(shí),云中會(huì)出現(xiàn)過(guò)冷水滴、霰粒子和冰晶。這種由不同相態(tài)的水汽凝結(jié)而成,溫度低于0的云,稱為冷云。冷云的電荷形成和積累過(guò)程如下:

(1)過(guò)冷水滴與霰粒子碰撞凍結(jié)帶電。

云層里有很多水滴在溫度低于0時(shí)不會(huì)結(jié)冰。這種水滴稱為過(guò)冷水滴。過(guò)冷水滴不穩(wěn)定,只要輕輕一搖,就凍成冰粒。過(guò)冷水滴與霰碰撞時(shí),會(huì)立即凍結(jié),稱為碰撞凍結(jié)。當(dāng)凍結(jié)發(fā)生時(shí),過(guò)冷水滴在外部立即凍結(jié)成冰殼,但過(guò)冷水滴內(nèi)部暫時(shí)保持液態(tài),由于外部?jī)鼋Y(jié)釋放的潛熱傳遞到內(nèi)部,過(guò)冷水滴內(nèi)部的液態(tài)過(guò)冷水溫度高于外部冰殼的溫度。溫差使得凍結(jié)的過(guò)冷水滴外部帶正電,內(nèi)部帶負(fù)電。當(dāng)內(nèi)部也結(jié)冰時(shí),云滴膨脹分裂,外表皮破裂成許多帶正電的冰碎片,隨著氣流飛到云的上部。凍結(jié)液滴帶負(fù)電的核心附著在較重的霰粒子上,使得霰粒子帶負(fù)電,停留在云的中下部。

(2)冰晶和霰顆粒之間的摩擦和碰撞。

霰由凍結(jié)的水滴組成,呈白色或乳白色,結(jié)構(gòu)脆。因?yàn)槔渌谓?jīng)常與它碰撞,釋放潛熱,所以它的溫度一般比冰晶高。冰晶含有一定量的自由離子(OH-和H),離子的數(shù)量隨著溫度的升高而增加。由于霰顆粒與冰晶的溫差,高溫端的自由離子必然比低溫端的多,所以離子必然從高溫端向低溫端遷移。離子遷移時(shí),帶正電荷的氫離子移動(dòng)較快,帶負(fù)電荷的重氫氧離子移動(dòng)較慢。所以在一定時(shí)間內(nèi),冷端出現(xiàn)氫離子過(guò)剩的現(xiàn)象,導(dǎo)致高溫端負(fù)極化,低溫端正極化。當(dāng)冰晶與霰粒子接觸后分離,溫度較高的霰粒子帶負(fù)電,而溫度較低的冰晶帶正電。在重力和上升氣流的作用下,較輕的帶正電的冰晶集中在云的上部,而較重的帶負(fù)電的霰粒子停留在云的下部,從而造成冷云上部帶正電,下部帶負(fù)電。

水滴因含鹽量薄而帶電。

除了上面提到的《冷云》中的兩種起電機(jī)制外,也有人提出起電機(jī)制是由大氣中水滴所含的稀薄的鹽引起的。當(dāng)云滴凍結(jié)時(shí),冰格可以容納負(fù)氯離子,但排斥正鈉離子。所以水滴凍結(jié)的部分帶負(fù)電,未凍結(jié)的部分帶正電(水滴由內(nèi)向外凍結(jié))。在下落的過(guò)程中,凍結(jié)的霰在凍結(jié)前將表面的水脫落,形成許多帶正電的小云,而凍結(jié)的核心帶負(fù)電。由于重力和氣流的分離,帶正電荷的水滴被帶到了云的上部,而帶負(fù)電荷的霰粒子則停留在云的中下部。

暖云的電荷積累

在熱帶地區(qū),有一些云,整個(gè)云體位于0以上。因此,它只含有水滴,沒(méi)有固體水顆粒。這種云叫暖云或水云。雷電也發(fā)生在暖云中。在中緯度的雷雨云中,0等溫線以下的云部分是云的暖區(qū)。云的暖區(qū)也有起電過(guò)程。

在雷云的發(fā)展過(guò)程中,上述機(jī)制在不同的發(fā)展階段發(fā)揮作用。然而,主要的充電機(jī)制是由水滴凍結(jié)引起的。大量觀測(cè)事實(shí)表明,只有當(dāng)云頂呈現(xiàn)纖維狀線狀結(jié)構(gòu)時(shí),云才發(fā)展為雷雨云。飛機(jī)觀測(cè)表明,雷雨云中有大量的云粒子,主要是冰、雪晶和霰,大量電荷的積累,即雷雨云的充電機(jī)制,必須依賴于霰生長(zhǎng)過(guò)程中的碰撞、凍結(jié)和摩擦。

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