不卡AV在线|网页在线观看无码高清|亚洲国产亚洲国产|国产伦精品一区二区三区免费视频

學(xué)習(xí)啦>知識大全>知識百科>自然科學(xué)知識>

閃電怎么形成的

時間: 嘉馨975 分享

  一般閃電多為藍色、紅色或白色,但有時也有黑色閃電。那么閃電怎么形成的?學(xué)習(xí)啦小編在此整理了閃電形成的原因,供大家參閱,希望大家在閱讀過程中有所收獲!

  閃電形成的原因

  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??茖W(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:

  A.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(dāng)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。

  B.冷云的電荷積累

  當(dāng)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OH+),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(dāng)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(dāng)過冷水滴與霰粒碰撞時,會立即凍結(jié),這叫撞凍。當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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。

  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(dāng)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

猜你感興趣:

1.為什么產(chǎn)生雷電

2.閃電用英語怎么說

3.閃電的簡筆畫圖片

4.雷電的基礎(chǔ)知識

5.筆記本怎么打閃電符號

6.怎樣學(xué)高一物理的方法

閃電怎么形成的

一般閃電多為藍色、紅色或白色,但有時也有黑色閃電。那么閃電怎么形成的?學(xué)習(xí)啦小編在此整理了閃電形成的原因,供大家參閱,希望大家在閱讀過程中有所收獲! 閃電形成的原因 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
推薦度:
點擊下載文檔文檔為doc格式
2637351