電閃與雷鳴碰撞

根據(jù)電閃和雷鳴的時間差，我們可以推算出暴雨距離我們有多遠。

材料：無。

步驟：

1.一看到閃電，馬上開始以秒計時（如：數(shù)一個棒棒糖，兩個棒棒糖，三個棒棒糖……），直到聽到雷聲為止。

2.每三秒表明暴雨中心有一千米遠（如果聲速為340米／秒，那么3秒內(nèi)，聲音能傳播1千米）。要想判斷出暴雨的遠近，可以算出電閃與雷鳴之間的時間差，然后再除以3（例如，時間差為6秒，除以3得2，即暴雨在2千米之外）。

3.要想判斷暴雨是在向我們靠近還是離我們遠去，可以通過連續(xù)的電閃和雷鳴來估測暴雨與我們的距離。如果距離不斷增大，我們就知道暴雨正離我們遠去。

話題：天氣狀況　電　光　聲　測量

閃電是由靜電引起的。當兩個區(qū)域之間的正負電荷不斷增長時，便會產(chǎn)生電火花（例如，一個云區(qū)和另一個云區(qū)之間，以及某一云區(qū)與地面之間），這些火花就和你在地毯上來回摩擦后碰金屬門把時產(chǎn)生的火花一樣。首先，電擊可能會來回進行好幾次，但看起來就像只產(chǎn)生了一次閃電，并且一切都在不足一秒鐘內(nèi)完成。初次電擊的速度可達2 600千米／秒，而往復(fù)電擊的速度可達140 000千米／秒。多數(shù)閃電的核心部分只有手指粗細。但是就是這樣一次閃電，可達30 000攝氏度高溫，并可綿延30公里，而它所包含的能量足以提供一家住戶數(shù)月的用電量。

閃電所經(jīng)之處，空氣受熱并迅速擴散，造成振動，于是我們就聽到了雷聲。閃電和雷鳴同時產(chǎn)生于暴風(fēng)雨的中心處，但我們總是先看見閃電，然后才聽到雷聲。這是因為光傳播到眼睛要比聲傳到耳朵快得多。光以300 000千米／秒的速度傳播，而聲的傳播速度只有大約340米／秒（具體速度要取決于空氣的溫度）。每天全世界大約要發(fā)生44 000次雷雨。

遭閃電擊打的事可能發(fā)生兩次，甚至更多。羅格·沙利文，一位美國的公園巡警，曾經(jīng)7次被閃電擊中。令人驚訝的是，他竟安然無恙。世界上最高的無任何支撐物的建筑是位于加拿大安大略州多倫多城的CN塔，在一年內(nèi)會遭到大約60次電擊。

教你一招

閃電是云與云之間、云與地之間或者云體內(nèi)各部位之間的強烈放電現(xiàn)象（一般發(fā)生在積雨云中）。

暴風(fēng)云通常產(chǎn)生電荷，底層為陰電，頂層為陽電，而且還在地面產(chǎn)生陽電荷，如影隨形地跟著云移動。正電荷和負電荷彼此相吸，但空氣卻不是良好的傳導(dǎo)體。正電荷奔向樹木、山丘、高大建筑物的頂端甚至人體之上，企圖和帶有負電的云層相遇；負電荷枝狀的觸角則向下伸展，越向下伸越接近地面。最后正負電荷終于克服空氣的阻障而連接上。巨大的電流沿著一條傳導(dǎo)氣道從地面直向云涌去，產(chǎn)生出一道明亮奪目的閃光。

積雨云通常產(chǎn)生電荷，底層為陰電，頂層為陽電，而且還在地面產(chǎn)生陽電荷，如影隨形地跟著云移動。正電荷和負電荷彼此相吸，但空氣卻不是良好的傳導(dǎo)體。正電荷奔向樹木、山丘、高大建筑物的頂端甚至人體之上，企圖和帶有負電的云層相遇；負電荷枝狀的觸角則向下伸展，越向下伸越接近地面。最后正負電荷終于克服空氣的阻障而連接上。巨大的電流沿著一條傳導(dǎo)氣道從地面直向云涌去，產(chǎn)生出一道明亮奪目的閃光。一道閃電的長度可能只有數(shù)百米（最短的為100米），但最長可達數(shù)千米。閃電的溫度，從攝氏17000度至28000度不等，也就是等于太陽表面溫度的3—5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹?？諝庖苿友杆?，因此形成波浪并發(fā)出聲音。閃電距離近，聽到的就是尖銳的爆裂聲；如果距離遠，聽到的則是隆隆聲。你在看見閃電之后可以開動秒表，聽到雷聲后即把它按停，然后用所得的秒數(shù)乘以0.3（聲速約340m/s），即可大致知道閃電離你有幾千米。

如果我們在兩根電極之間加很高的電壓，并把它們慢慢地靠近。當兩根電極靠近到一定的距離時，在它們之間就會出現(xiàn)電火花，這就是所謂“弧光放電”現(xiàn)象。

雷雨云所產(chǎn)生的閃電，與上面所說的弧光放電非常相似，只不過閃電是轉(zhuǎn)瞬即逝，而電極之間的火花卻可以長時間存在。因為在兩根電極之間的高電壓可以人為地維持很久，而雷雨云中的電荷經(jīng)放電后很難馬上補充。當聚集的電荷達到一定的數(shù)量時，在云內(nèi)不同部位之間或者云與地面之間就形成了很強的電場。電場強度平均可以達到幾千伏特/厘米，局部區(qū)域可以高達1萬伏特/厘米。這么強的電場，足以把云內(nèi)外的大氣層擊穿，于是在云與地面之間或者在云的不同部位之間以及不同云塊之間激發(fā)出耀眼的閃光。這就是人們常說的閃電。

肉眼看到的一次閃電，其過程是很復(fù)雜的。當雷雨云移到某處時，云的中下部是強大負電荷中心，云底相對的下墊面變成正電荷中心，在云底與地面間形成強大電場。在電荷越積越多，電場越來越強的情況下，云底首先出現(xiàn)大氣被強烈電離的一段氣柱，稱梯級先導(dǎo)。這種電離氣柱逐級向地面延伸，每級梯級先導(dǎo)是直徑約5米、長50米、電流約100安培的暗淡光柱，它以平均約150000米/秒的高速度一級一級地伸向地面，在離地面5—50米左右時，地面便突然向上回擊，回擊的通道是從地面到云底，沿著上述梯級先導(dǎo)開辟出的電離通道?；負粢?萬公里/秒的更高速度從地面馳向云底，發(fā)出光亮無比的光柱，歷時40微秒，通過電流超過1萬安培，這即第一次閃擊。相隔百分之幾秒之后，從云中一根暗淡光柱，攜帶巨大電流，沿第一次閃擊的路徑飛馳向地面，稱直竄先導(dǎo)，當它離地面5—50米左右時，地面再向上回擊，再形成光亮無比光柱，這即第二次閃擊。接著又類似第二次那樣產(chǎn)生第三、四次閃擊。通常由3—4次閃擊構(gòu)成一次閃電過程。一次閃電過程歷時約0.25秒，在此短時間內(nèi)，窄狹的閃電通道上要釋放巨大的電能，因而形成強烈的爆炸，產(chǎn)生沖擊波，然后形成聲波向四周傳開，這就是雷聲或說“打雷”。

閃電時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)

1.閃電時，可以使大氣空中的氧氣化學(xué)合鍵發(fā)生改變，生成極少量的臭氧。

2.可以讓氧氣和氮氣化合生成一氧化氮，這是天然固氮的一種重要形式。

3.3H2+N2=2NH3

閃電的溫度，從攝氏17000度至28000度不等，也就是等于太陽表面溫度的3—5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹。空氣移動迅速，因此形成波浪并發(fā)出聲音。

被人們研究得比較詳細的是線狀閃電，我們就以它為例來講述閃電的結(jié)構(gòu)。閃電是大氣中脈沖式的放電現(xiàn)象。一次閃電由多次放電脈沖組成，這些脈沖之間的間歇時間都很短，只有百分之幾秒。脈沖一個接著一個，后面的脈沖就沿著第一個脈沖的通道行進?，F(xiàn)在已經(jīng)研究清楚，每一個放電脈沖都由一個“先導(dǎo)”和一個‘回擊”構(gòu)成。第一個放電脈沖在爆發(fā)之前，有一個準備階段——“階梯先導(dǎo)”放電過程：在強電場的推動下，云中的自由電荷很快地向地面移動。在運動過程中，電子與空氣分子發(fā)生碰撞，致使空氣輕度電離并發(fā)出微光。第一次放電脈沖的先導(dǎo)是逐級向下傳播的，像一條發(fā)光的舌頭。開頭，這光舌只有十幾米長，經(jīng)過千分之幾秒甚至更短的時間，光舌便消失；然后就在這同一條通道上，又出現(xiàn)一條較長的光舌（約30米長），轉(zhuǎn)瞬之間它又消失；接著再出現(xiàn)更長的光舌……光舌采取“蠶食”方式步步向地面逼近。經(jīng)過多次放電—消失的過程之后，光舌終于到達地面。因為這第一個放電脈沖的先導(dǎo)是一個階梯一個階梯地從云中向地面?zhèn)鞑サ?，所以叫做“階梯先導(dǎo)”。在光舌行進的通道上，空氣已被強烈地電離，它的導(dǎo)電能力大為增加?？諝膺B續(xù)電離的過程只發(fā)生在一條很狹窄的通道中，所以電流強度很大。

當?shù)谝粋€先導(dǎo)即階梯先導(dǎo)到達地面后，立即從地面經(jīng)過已經(jīng)高度電離了的空氣通道向云中流去大量的電荷。這股電流是如此之強，以至空氣通道被燒得白熾耀眼，出現(xiàn)一條彎彎曲曲的細長光柱。這個階段叫做“回擊”階段，也叫“主放電”階段。階梯先導(dǎo)加上第一次回擊，就構(gòu)成了第一次脈沖放電的全過程，其持續(xù)時間只有1/100秒。

第一個脈沖放電過程結(jié)束之后，只隔一段極其短暫的時間（百分之四秒），又發(fā)生第二次脈沖放電過程。第二個脈沖也是從先導(dǎo)開始，到回擊結(jié)束。但由于經(jīng)第一個脈沖放電后，“堅冰已經(jīng)打破，航線已經(jīng)開通”，所以第二個脈沖的先導(dǎo)就不再逐級向下，而是從云中直接到達地面。這種先導(dǎo)叫做“直竄先導(dǎo)”。直竄先導(dǎo)到達地面后，約經(jīng)過千分之幾秒的時間，就發(fā)生第二次回擊，而結(jié)束第二個脈沖放電過程。緊接著再發(fā)生第三個、第四個…….。直竄先導(dǎo)和回擊，完成多次脈沖放電過程。由于每一次脈沖放電都要大量地消耗雷雨云中累積的電荷，因而以后的主放電過程就愈來愈弱，直到雷雨云中的電荷儲備消耗殆盡，脈沖放電方能停止，從而結(jié)束一次閃電過程。

就在你閱讀這篇文章的時候，世界各地大約正有1800個雷電交作在進行中。它們每秒鐘約發(fā)出600次閃電，其中有100次襲擊地球。

閃電可將空氣中的一部分氮變成氮化合物，借雨水沖下地面。一年當中，地球上每一公頃土地都可獲得幾公斤這種從高空來的免費肥料。

烏干達首都坎帕拉和印尼的爪哇島，是最易受到閃電襲擊的地方。據(jù)統(tǒng)計，爪哇島有一年竟有300天發(fā)生閃電。而歷史上最猛烈的閃電，則是1975年襲擊津巴布韋鄉(xiāng)村烏姆塔里附近一幢小屋的那一次，當時死了21個人。

閃電的形狀與分類

最常見的閃電是線形閃電，它是一些非常明亮的白色、粉紅色或淡藍色的亮線，它很像地圖上的一條分支很多的河流，又好像懸掛在天空中的一棵蜿蜒曲折、枝杈縱橫的大樹。線形閃電的“脾氣”早已被科學(xué)工作者摸透，用連續(xù)高速的照相機可以完整地記錄線形閃電的全過程，并能在實驗室成功地進行模擬實驗。

除了線形閃電，另外還有球形閃電和鏈形閃電，這兩種閃電都比較少見。

球形閃電多半在強雷雨的惡劣天氣里才會出現(xiàn)。在線形閃電過后，天空突然出現(xiàn)一個火球，火球沿著彎曲的路經(jīng)在天空飄游，有時也可能停止不動，懸在空中。這種火球喜歡鉆洞，有時會從煙囪、窗戶、門縫等竄入屋內(nèi)，然后再溜出屋去。

比起球形閃電，鏈形閃電的蹤跡更難尋覓。目前，人們只知道它也是出現(xiàn)在線形閃電之后，與線形閃電出現(xiàn)在同一路徑上，它像一排發(fā)光的鏈球掛在天空，在云層的襯托下好像一條虛線在云幕上慢慢滑行。

閃電對人類活動影響很大，尤其是建筑物、輸電線網(wǎng)等遭其襲擊，可能造成嚴重損失。保護建筑物免受閃電襲擊的最切實可行的辦法是安裝避閃器（避雷針），把閃電中的電引向地面事先選好的安全區(qū)。

線狀閃電、帶狀閃電、片狀閃電、火箭狀閃電、球狀閃電、聯(lián)珠狀閃電都可以對人類進行傷害，因此不能出門。

我們常見的通常是線狀閃電，猶如枝杈叢生的一根樹枝，蜿蜒曲折。帶狀閃電與線狀閃電相似，只是亮的通道比較寬，看上去好像一條較亮的亮帶。球狀閃電一般發(fā)生在線狀閃電之后，它是一個直徑為20厘米左右的火球，發(fā)出紅色或桔黃色的光，偶然發(fā)出美麗的綠色，一般維持幾秒鐘。火球在空中隨風(fēng)飄移，喜歡沿物體邊緣滑行，還能穿過縫隙進入室內(nèi)，當它行將消失時會發(fā)生震耳的爆炸聲。

各種閃電中，最罕見的是聯(lián)珠狀閃電，世界上絕大多數(shù)人都未曾見過它。這種閃電形如一串發(fā)光的珍珠從云低伸向地面（1916年5月8日在德國德累斯頓城市的一所鐘樓上空，曾發(fā)生過一次聯(lián)珠狀閃電，并作了記載。人們首先看到一個線狀閃電從云低伸下來；其后，人們看見線狀閃電的通道變寬，顏色也由白色變?yōu)辄S色。不久閃電通道漸漸變暗，但整個通道不是在同時間均勻地變暗，因此明亮的通道變成一串珍珠般的亮點，從云間垂掛下來，美麗動人，人們估計亮珠有32顆，每顆直徑為5米。之后，亮珠逐漸縮小，形狀變圓；最后亮度愈來愈暗，后完全熄滅。）由于聯(lián)珠狀閃電出現(xiàn)的機會極少，維持的時間也極短，因此人們對這種閃電的成因研究得很少，形成的原因尚不清楚。

線狀閃電——線狀閃電與其它閃電不同的地方是它有特別大的電流強度，平均可以達到幾萬安培，在少數(shù)情況下可達20萬安培。這么大的電流強度，可以毀壞和搖動大樹，有時還能傷人。當它接觸到建筑物的時候，常常造成“雷擊”而引起火災(zāi)。線狀閃電多數(shù)是云對地的放電。

片狀閃電——片狀閃電也是一種比較常見的閃電形狀。它看起來好像是在云面上有一片閃光。這種閃電可能是云后面看不見的火花放電的回光，或者是云內(nèi)閃電被云滴遮擋而造成的漫射光，也可能是出現(xiàn)在云上部的一種叢集的或閃爍狀的獨立放電現(xiàn)象。

球狀閃電——球狀閃電是閃電形態(tài)的一種，亦稱之為球閃，民間則常稱之為滾地雷。是一種十分罕見的閃電形狀，卻最引人注目。它像一團火球，有時還像一朵發(fā)光的盛開著的“繡球”菊花。它約有人頭那么大，偶爾也有直徑幾米甚至幾十米的。球狀閃電有時候在空中慢慢地轉(zhuǎn)游，有時候又完全不動地懸在空中。它有時候發(fā)出白光，有時候又發(fā)出像流星一樣的粉紅色光。球狀閃電“喜歡”鉆洞，有時候，它可以從煙囪、窗戶、門縫鉆進屋內(nèi)，在房子里轉(zhuǎn)一圈后又溜走。球狀閃電有時發(fā)出“咝咝”的聲音，然后一聲悶響而消失；有時又只發(fā)出微弱的噼啪聲而不知不覺地消失。球狀閃電消失以后，在空氣中可能留下一些有臭味的氣煙，有點像臭氧的味道。球狀閃電的平均直徑為25厘米，大多數(shù)在10—100厘米之間，小的只有0.5厘米，最大的直徑達數(shù)米。球狀閃電偶爾也有環(huán)狀或中心向外延伸的藍色光暈，發(fā)出火花或射線。顏色常見的為橙紅色或紅色，當它以特別明亮并使人目眩的強光出現(xiàn)時，也可看到黃、藍和綠色。其壽命只有1—5秒，最長的可達數(shù)分鐘。

球狀閃電的行走路線，一般是從高空直接下降，接近地面時突然改向作水平移動；有的突然在地面出現(xiàn)，彎曲前進；也有沿著地表滾動并迅速旋轉(zhuǎn)的；運動速度常為每秒1—2米。它可以穿過門窗，常見的是穿過煙囪后進入建筑物，它甚至可以在導(dǎo)線上滑動，有時還發(fā)出“嗡嗡”響聲。多數(shù)火球無聲消失，有的在消失時有爆炸聲，可以造成破壞，甚至使建筑物倒塌，使人和家畜死亡。遇人遇物后即發(fā)生驚人的爆炸，產(chǎn)生刺鼻的氣味，造成傷亡、火災(zāi)等事故。

預(yù)防球狀閃電的辦法是，在雷雨天氣，緊閉門窗，避免穿堂風(fēng)。如果遇到飄浮的“火球”，輕輕的避開它，千萬不要去碰它。

科學(xué)家推測，球狀閃電是一種氣體的漩渦產(chǎn)生于閃電通路的急轉(zhuǎn)彎處，是一團帶有高電荷的氣體混合物，主要由氧、氮、氫以及少量的水組成。通常發(fā)生在枝狀閃電之后，似乎枝狀閃電是產(chǎn)生球狀閃電的必要條件。球狀閃電較為罕見，因而研究它十分困難，至今仍然是自然界中的一個謎。

帶狀閃電——帶狀閃電是由連續(xù)數(shù)次的放電組成，在各次閃電之間，閃電路徑因受風(fēng)的影響而發(fā)生移動，使得各次單獨閃電互相靠近，形成一條帶狀。帶的寬度約為10米。這種閃電如果擊中房屋，可以立即引起大面積燃燒。

聯(lián)珠狀閃電——聯(lián)珠狀閃電看起來好像一條在云幕上滑行或者穿出云層而投向地面的發(fā)光點的連線，也像閃光的珍珠項鏈。有人認為聯(lián)珠狀閃電似乎是從線狀閃電到球狀閃電的過渡形式。聯(lián)珠狀閃電往往緊跟在線狀閃電之后接踵而至，幾乎沒有時間間隔。

火箭狀閃電——火箭狀閃電比其它各種閃電放電慢得多，它需要1—1.5秒鐘時間才能放電完畢。可以用肉眼很容易地跟蹤觀測它的活動。

紫色閃電——近地面單個云系與大地產(chǎn)生閃電多為青紫色閃電很粗直插地面能量大破壞性強，在天上兩個或兩個以上的云系產(chǎn)生閃電多為亮白色或偏紅色的光。其實，閃電是電弧放電，發(fā)出是白光，并包含大量紫外線，因而給人以紫色的感覺其中光的顏色只是一部分，紅色最主要來自空氣中的某些氣體在強光的作用下發(fā)生了化學(xué)變化，生成了有色氣體藍白光是肉眼看到的不同波長的光，當云層運動激烈時，產(chǎn)生的火光——也就是閃電能量很大，它電離空氣會產(chǎn)生波長短，能量高的紫光，反之，就是紅光。

黑色閃電——一般閃電多為藍色、紅色或白色，但有時也有黑色閃電。由于大氣中太陽光、云的電場和某些理化因素的作用，天空中會產(chǎn)生一種化學(xué)性能十分活潑的微粒。在電磁場的作用下，這種微粒便聚集在一起，形成許多球狀物。這種球狀物不會發(fā)射能量，但可以長期存在，它沒有亮光，不透明，所以只有白天才能觀測到它。

超級閃電——超級閃電指的是那些威力比普通閃電大100多倍的稀有閃電。普通閃電產(chǎn)生的電力約為10億瓦特，而超級閃電產(chǎn)生的電力則至少有1000億瓦特，甚至可能達到萬億至100000億瓦特。紐芬蘭的鐘島在1978年顯然曾受到一次超級閃電的襲擊，連13公里以外的房屋也被震得格格響，整個鄉(xiāng)村的門窗都噴出藍色火焰。

海底閃電——海底也有閃電，這是前蘇聯(lián)科學(xué)家在日本海底發(fā)現(xiàn)的。靈敏的電場儀表明，海底放電的頻率與大氣中閃電的頻率相同，這使科學(xué)家大惑不解。因為按水文物理學(xué)規(guī)律，深層海水的導(dǎo)電性良好，理應(yīng)與雷公電母無緣。

科學(xué)家經(jīng)過反復(fù)試驗，最后認為：電荷源實際上來自陸地上近海岸的空中，再經(jīng)過巖石傳導(dǎo)，一直深入到海底。但隨著傳導(dǎo)距離的增加，電量逐漸減少。因此海底測得的放電量一般是較弱的。

最后，有一件事可以聊以自慰：等到你看見閃電時，它已經(jīng)打不中你了。

黑色閃電的形成令科學(xué)家無法解釋。長期以來，人們的心目中只有藍白色閃電，這是空中的大氣放電的自然現(xiàn)象，一般均伴有耀眼的光芒！而從未看見過不發(fā)光的“黑色閃電”。可是，科學(xué)家通過長期的觀察研究確實證明有“黑色閃電”存在。

1974年6月23日，前蘇聯(lián)天文學(xué)家契爾諾夫就曾經(jīng)在扎巴洛日城看見一次“黑色閃電”：一開始是強烈的球狀閃電，緊接著，后面就飛過一團黑色的東西，這東西看上去像霧狀的凝結(jié)物。經(jīng)過研究分析表明：黑色閃電是由分子氣凝膠聚集物產(chǎn)生出來的，而這些聚集物是發(fā)熱的帶電物質(zhì)，極容易爆炸或轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙畹拈W電，其危險性極大。

據(jù)觀察研究認為，黑色閃電一般不易出現(xiàn)在近地層，如果出現(xiàn)了，則較容易撞上樹木、桅桿、房屋和其他金屬，一般呈現(xiàn)瘤狀或泥團狀，初看似一團臟東西，極容易被人們忽視，而它本身卻載有大量的能量，所以，它是“閃電族”中危險性和危害性均較大的一種。尤其是，黑色閃電體積較小，雷達難以捕捉；而且，它對金屬物極具“青睞”；因而被飛行人員稱作“空中暗雷”。飛機在飛行過程中，倘若觸及黑色閃電，后果將不堪設(shè)想。而每當黑色閃電距離地面較近時，又容易被人們誤認為是一只飛鳥或其他什么東西，不易引起人們的警惕和注意；如若用棍物擊打觸及，則會迅速發(fā)生爆炸，有使人粉身碎骨的危險。另外，黑色閃電和球狀閃電相似，一般的避雷設(shè)施如避雷針、避雷球、避雷網(wǎng)等，對黑色閃電起不到防護作用；因此它常常極為順利地到達防雷措施極為嚴密的儲油罐、儲氣罐、變壓器、炸藥庫的附近。此時此刻，千萬不能接近它。應(yīng)當避而遠之，以人身安全為要。

閃電形成的原因

氣流在雷雨云中會因為水分子的摩擦和分解產(chǎn)生靜電，這些電分兩種：一種是帶有正電荷粒子的正電，一種是帶有負電荷粒子的負電，正負電荷會相互吸引，就象磁鐵一樣。正電荷在云的上端，負電荷在云的下端吸引地面上的正電荷。云和地面之間的空氣都是絕緣體，會阻止兩極電荷的電流通過，當雷雨云里的電荷和地面上的電荷變得足夠強時，兩部分的電荷會沖破空氣的阻礙相接觸形成強大的電流，正電荷與負電荷就此相接觸。當這些異性電荷相遇時便會產(chǎn)生中和作用（放電），激烈的電荷中和作用會放出大量的光和熱，這些放出的光就形成了閃電。

大多數(shù)的閃電都是接連兩次的，第一次叫前導(dǎo)閃接，是一股看不見的空氣，一直下到接近地面的地方。這一股帶電的空氣就象一條電線，為第二次電流建立一條導(dǎo)路，在前導(dǎo)接近地面的一剎那，一道回接電流就沿著這條導(dǎo)路跳上來，這次回接產(chǎn)生的閃光就是我們通常所能看到的閃電了。

打雷的原因

現(xiàn)在知道電荷中和作用時會放出大量的光和熱，瞬間放出大量的熱會將周圍的空氣加熱到30000℃的高溫，強烈的電流在空氣中通過時，造成沿途的空氣突然膨脹，同時推擠周圍的空氣，使空氣產(chǎn)生猛烈的震動，此時所產(chǎn)生的聲音就是［雷聲］（不要忘記告訴小寶寶，雷電是同時發(fā)生的，因為光速比聲速快很多，所以我們總是先看到閃電后才聽到雷聲的。）

閃電若落在近處，我們聽到的就是震耳欲聾的轟隆聲或撕裂聲。閃電若是落在較遠處，我們聽到的是隆隆不覺的雷鳴聲。這是因為聲波受到大氣折射和地面物體反射后所發(fā)出的回聲，閃電若是落在較近處，我們聽到的是像大樹倒下的聲音然后發(fā)出爆炸聲，這是因為閃電迅速地把空氣撕裂發(fā)出撕裂聲，然后空氣突然合攏，摩擦和碰撞出的聲音像爆炸聲。

別人的見聞，思維是只個人對外界事物的淺顯反饋，雷電的形成，或許是“神”的禮花，或許是“蛟龍”的產(chǎn)物，對事物的分析，重在細節(jié)，只有看清分子的運動，才能明白萬物的結(jié)構(gòu)變化：“建議于百度中搜索閃電慢鏡頭”，以眾人的眼光來審視“天人合一”：微者“人體血脈形狀”，“樹枝走向”；中者“閃電走向”；宏者“大地血脈（河流）形狀”，“大地龜裂形狀”或“山脈衛(wèi)星遙感圖”：萬變不離其“宗”。

雷電發(fā)生的必要條件

1.空氣要很潮濕。

2.云一定要很大塊的，比較黑的云；一般是積雨云。

3.天氣干燥的地區(qū)一般不容易出現(xiàn)雷電。

閃電與雷雨云

雷暴時的大氣電場與晴天時有明顯的差異，產(chǎn)生這種差異的原因，是雷雨云中有電荷的累積并形成雷雨云的極性，由此產(chǎn)生閃電而造成大氣電場的巨大變化。但是雷雨云的電是怎么來的呢？也就是說，雷雨云中有哪些物理過程導(dǎo)致了它的起電？為什么雷雨云中能夠累積那么多的電荷并形成有規(guī)律的分布？本節(jié)將要回答這些問題。前面我們已經(jīng)講過，雷雨云形成的宏觀過程以及雷雨云中發(fā)生的微物理過程，與云的起電有密切聯(lián)系。科學(xué)家們對雷雨云的起電機制及電荷有規(guī)律的分布，進行了大量的觀測和實驗，積累了許多資料并提出了各種各樣的解釋，有些論點至今也還有爭論。歸納起來，云的起電機制主要有如下幾種科學(xué)假說：

1.對流云初始階段的“離子流”假說——

大氣中總是存在著大量的正離子和負離子，在云中的水滴上，電荷分布是不均勻的：最外邊的分子帶負電，里層帶正電，內(nèi)層與外層的電位差約高0.25伏特。為了平衡這個電位差，水滴必須“優(yōu)先”吸收大氣中的負離子，這樣就使水滴逐漸帶上了負電荷。當對流發(fā)展開始時，較輕的正離子逐漸被上升氣流帶到云的上部；而帶負電的云滴因為比較重，就留在下部，造成了正負電荷的分離。

2.冷云的電荷積累——

當對流發(fā)展到一定階段，云體伸入0℃層以上的高度后，云中就有了過冷水滴、霰粒和冰晶等。這種由不同相態(tài)的水汽凝結(jié)物組成且溫度低于0℃的云，叫冷云。冷云的電荷形成和積累過程有如下幾種：

A.冰晶與霰粒的摩擦碰撞起電

霰粒是由凍結(jié)水滴組成的，呈白色或乳白色，結(jié)構(gòu)比較松脆。由于經(jīng)常有過冷水滴與它撞凍并釋放出潛熱，故它的溫度一般要比冰晶來得高。在冰晶中含有一定量的自由離子（OH-或H+），離子數(shù)隨溫度升高而增多。由于霰粒與冰晶接觸部分存在著溫差，高溫端的自由離子必然要多于低溫端，因而離子必然從高溫端向低溫端遷移。離子遷移時，較輕的帶正電的氫離子速度較快，而帶負電的較重的氫氧離子（OH-）則較慢。因此，在一定時間內(nèi)就出現(xiàn)了冷端H+離子過剩的現(xiàn)象，造成了高溫端為負，低溫端為正的電極化。當冰晶與霰粒接觸后又分離時，溫度較高的霰粒就帶上負電，而溫度較低的冰晶則帶正電。在重力和上升氣流的作用下，較輕的帶正電的冰晶集中到云的上部，較重的帶負電的霞粒則停留在云的下部，因而造成了冷云的上部帶正電而下部帶負電。

B.過冷水滴在霰粒上撞凍起電

在云層中有許多水滴在溫度低于0℃時仍不凍結(jié)，這種水滴叫過冷水滴。過冷水滴是不穩(wěn)定的，只要它們被輕輕地震動一下，馬上就會凍結(jié)成冰粒。當過冷水滴與霰粒碰撞時，會立即凍結(jié)，這叫撞凍。當發(fā)生撞凍時，過冷水滴的外部立即凍成冰殼，但它內(nèi)部仍暫時保持著液態(tài)，并且由于外部凍結(jié)釋放的潛熱傳到內(nèi)部，其內(nèi)部液態(tài)過冷水的溫度比外面的冰殼來得高。溫度的差異使得凍結(jié)的過冷水滴外部帶正電，內(nèi)部帶負電。當內(nèi)部也發(fā)生凍結(jié)時，云滴就膨脹分裂，外表皮破裂成許多帶正電的小冰屑，隨氣流飛到云的上部，帶負電的凍滴核心部分則附在較重的霰粒上，使霰粒帶負電并停留在云的中、下部。

C.水滴因含有稀薄的鹽分而起電

除了上述冷云的兩種起電機制外，還有人提出了由于大氣中的水滴含有稀薄的鹽分而產(chǎn)生的起電機制。當云滴凍結(jié)時，冰的晶格中可以容納負的氯離子（Cl-），卻排斥正的鈉離子（Na+）。因此，水滴已凍結(jié)的部分就帶負電，而未凍結(jié)的外表面則帶正電（水滴凍結(jié)時，是從里向外進行的）。由水滴凍結(jié)而成的霰粒在下落過程中，摔掉表面還來不及凍結(jié)的水分，形成許多帶正電的小云滴，而已凍結(jié)的核心部分則帶負電。由于重力和氣流的分選作用，帶正電的小滴被帶到云的上部，而帶負電的霰粒則停留在云的中、下部。

D.暖云的電荷積累

上面講了一些冷云起電的主要機制。在熱帶地區(qū)，有一些云整個云體都位于0℃以上區(qū)域，因而只含有水滴而沒有固態(tài)水粒子。這種云叫做暖云或“水云”。暖云也會出現(xiàn)雷電現(xiàn)象。在中緯度地區(qū)的雷暴云，云體位于0℃等溫線以下的部分，就是云的暖區(qū)。在云的暖區(qū)里也有起電過程發(fā)生。

在雷雨云的發(fā)展過程中，上述各種機制在不同發(fā)展階段可能分別起作用。但是，最主要的起電機制還是由于水滴凍結(jié)造成的。大量觀測事實表明，只有當云頂呈現(xiàn)纖維狀絲縷結(jié)構(gòu)時，云才發(fā)展成雷雨云。飛機觀測也發(fā)現(xiàn)，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒為主的大量云粒子，而且大量電荷的累積即雷雨云迅猛的起電機制，必須依靠霰粒生長過程中的碰撞、撞凍和摩擦等才能發(fā)生。

閃電和雷聲是同時發(fā)生的，但它們在大氣中傳播的速度相差很大，因此人們總是先看到閃電然后才聽到雷聲。光每秒大約能走30萬公里，而聲音只能走340米。根據(jù)這個現(xiàn)象，我們可以從看到閃電起到聽到雷聲止，這一段時間的長短，來計算閃電發(fā)生處離開我們的距離。假如閃電在西北方，隔10秒聽到了雷聲，說明這塊雷雨距離我們約有3400米遠。

閃電距離近，聽到的就是尖銳的爆裂聲；如果閃電距離遠，聽到的則是隆隆聲。你在看見閃電之后可以開動秒表，聽到雷聲后即把它按停，然后以3來除所得的秒數(shù)，即可大致知道閃電離你有幾千米。如時差為3秒，則閃電在1000米外。

閃電險境求生錦囊

1.除非絕對需要時，不要冒險外出。留在室內(nèi)。

2.不要靠近打開的門，窗、火爐、暖氣片、金屬管道、陰溝、插上電源的電氣用具。

3.在風(fēng)暴期間不要使用插入式電氣設(shè)備如電吹風(fēng)，電壓刷或電動剃須刀。

4.風(fēng)暴期間，不要使用電話，閃電可能擊中外面電話線。

5.不要去收曬衣繩上的衣服。

6.不要從事柵欄、電話或輸電線、管道或建筑鋼材等安裝工作。

7.不要應(yīng)用金屬物體如魚竿和高爾夫球棍。穿好釘有鐵釘?shù)男拥母郀柗蚯蜻\動員成了極好的避雷針。

8.不要處理打開的容器里的易燃材料。

9.離開水和小船。

10.如果您正在旅行的話，那么呆在您的汽車里，汽車往往是極好的避雷設(shè)施。在沒有掩蔽所的時候，應(yīng)避開該地的最高物體。如果附近只有孤立的樹，那么您的最好防護就是蹲在露天下，離開孤立的樹的距離是其高度兩倍。

11.避開商定、開闊的空地、金屬絲欄桿金屬曬衣繩。敞開的棚子以及任何突出地面的導(dǎo)電物體。

12.當您感覺到電荷時，即如果您的頭發(fā)豎起，或者您的皮膚顫動，那么您可能就受到電擊了。要立刻倒在地上。受到雷擊的人會嚴重休克，并且可能被燒傷，但是他們身上不帶電，可以安全進行處理。被電擊昏的人，通常進行及時的口對口的呼吸、心臟按摩以及長時間的人工呼吸時能夠蘇醒的。在受電擊的一群人里，對于明顯的死亡者應(yīng)首先處理。那些還有活著跡象的人可能會自行恢復(fù)過來。（優(yōu)因培注）

誰更易受到閃電襲擊

閃電的受害者有2/3以上是在戶外受到襲擊。他們每3個人中有兩個幸存。在閃電擊死的人中，85%是男性，年齡大都在10歲至35歲之間。死者以在樹下避雷雨的最多。

蘇利文也許是遭閃電襲擊的冠軍。他是退休的森林管理員，曾被閃電擊中7次。閃電曾經(jīng)燙焦他的眉毛，燒著他的頭發(fā)，灼傷他的肩膀，扯走他的鞋子，甚至把他拋到汽車外面。他輕描淡寫地說：“閃電總是有辦法找到我?！?/p>