雷電是怎樣形成的呢
雷電是怎樣形成的呢
雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點(diǎn)令人生畏的放電現(xiàn)象，是什么原因?qū)е吕纂姷男纬赡?下面就讓學(xué)習(xí)啦小編來給你科普一下雷電是怎樣形成的。
雷電的形成
大氣中的水蒸氣是雷云形成的內(nèi)因;雷云的形成也與自然界的地形以及氣象條件有關(guān)。根據(jù)不同的地形及氣象條件，雷電一般可分為熱雷電、鋒雷電(熱鋒雷電與冷鋒雷電)、地形雷電3大類。
1、熱雷電是夏天經(jīng)常在午后發(fā)生的一種雷電，經(jīng)常伴有暴雨或冰雹。熱雷電形成很快、持續(xù)時(shí)間不長，1～2小時(shí);雷區(qū)長度不超過200～300km，寬度不超過幾十千米。熱雷電形成必須具備以下條件。
(1)空氣非常潮濕，空氣中的水蒸氣已近飽和，這是形成熱雷電的必要因素。
(2)晴朗的夏天、烈日當(dāng)頭，地面受到持久暴曬，靠近地面的潮濕空氣的溫度迅速提高，人們感到悶熱，這是形成熱雷電的必要條件。
(3)無風(fēng)或小風(fēng)，造成空氣濕度和溫度不均勻。無風(fēng)或小風(fēng)的原因可能是這里氣流變化不大，也可能是地形的緣故(如山中盆地)。
上述條件逐漸形成云層，同時(shí)云層因極化而形成雷云。出現(xiàn)上述條件的地點(diǎn)多在內(nèi)陸地帶，尤其是山谷、盆地。
2、強(qiáng)大的冷氣流或暖氣流同時(shí)侵入某處，冷暖空氣接觸的鋒面或附近可產(chǎn)生冷鋒雷電。
(1)冷鋒雷(或叫寒潮雷)的形成是強(qiáng)大的冷氣流由北向南入侵時(shí)，因冷空氣較重，所以冷氣流就像一個(gè)楔子插到原來較暖而潮濕的空氣下面，迫使暖空上升，熱而潮的空氣上升到一定高度，水蒸氣達(dá)到飽和，逐漸形成雷云。冷鋒雷是雷電中最強(qiáng)烈的一種，通常都伴隨著暴雨，危害很大。這種雷雨一般沿鋒面幾百千米長、20～60km寬的帶形地區(qū)發(fā)展，鋒面移動速度每小時(shí)50～60km，最高可達(dá)每小時(shí)100km。
(2)暖鋒雷(或叫熱潮雷)的形成是當(dāng)暖氣流移動到冷空氣地區(qū)，逐漸爬到冷空氣上面所引起的。它的發(fā)生一般比冷鋒雷緩和，很少發(fā)生強(qiáng)烈的雷雨。
3、地形雷電一般出現(xiàn)在地形空曠地區(qū)，它的規(guī)模較小，但比較頻繁。
雷電活動的規(guī)律
1、雷電活動的一般條件如下。
(1)地質(zhì)條件：土壤電阻率的相對值較小時(shí)，就有利于電荷很快聚集。局部電阻率較小的地方容易受雷擊;電阻率突變處和地下有導(dǎo)電礦藏處容易受雷擊;實(shí)際上接地網(wǎng)電阻率，會增大雷擊概率。
(2)地形條件：山谷走向與風(fēng)向一致，風(fēng)口或順風(fēng)的河谷容易受雷擊;山岳靠近湖、海的山坡被雷擊的概率較大。
(3)地物條件：有利于雷雨云與大地建立良好的放電通道?？諘绲刂械墓铝⒔ㄖ?，建筑群中的高聳建筑物容易受雷擊;大樹、接收天線、山區(qū)輸電線路容易受雷擊;符合尖端放電的特性，基站鐵塔建成后也會增大雷擊的概率。
2、根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，下列地點(diǎn)可能是雷害發(fā)生概率較高的地點(diǎn)。
(1)10m深處的土壤電阻率r10發(fā)生突變的地方。
(2)在石山與水田、河流交界處，礦藏邊界處，進(jìn)山森林的邊界處，某些地質(zhì)斷層地帶。
(3)面對廣闊水域的山岳陽坡或迎風(fēng)坡。
(4)較高、孤立的山頂。
(5)以往曾累次發(fā)生雷害的地點(diǎn)。
(6)孤立桿塔及拉線，高聳建筑群及其他接地保護(hù)裝置附近。
雷電的頻率與特性
在任何給定時(shí)刻，世界上都有1800場雷雨正在發(fā)生，每秒大約有100次雷擊。在美國，雷電每年會造成大約150人死亡和250人受傷。全世界每年有4000多人慘遭雷擊。在雷電發(fā)生頻率呈現(xiàn)平均水平的平坦地形上，每座300英尺高的建筑物平均每年會被擊中一次。每座1200英尺的建筑物，比如廣播或者電視塔，每年會被擊中20次，每次雷擊通常會產(chǎn)生6億伏的高壓。
每個(gè)從云層到地面的閃電實(shí)際上包含了在60毫秒間隔內(nèi)發(fā)生的3到5次獨(dú)立的雷擊，第一次雷擊的峰值電流大約為2萬安培，后續(xù)雷擊的峰值電流減半。最后一次雷擊之后，可能會有大約150安培的連續(xù)電流，持續(xù)時(shí)間達(dá)100毫秒。
經(jīng)測量，這些雷擊的上升時(shí)間大約為200納秒或者更快。通過2萬安培和200納秒，不難計(jì)算得到dI/dt的值是每秒10^11安培。
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