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雷電是自然界中一種常見的放電現(xiàn)象，關(guān)于雷電的產(chǎn)生有多種解釋理論。科學(xué)家們對雷雨云的帶電機(jī)制及電荷有規(guī)律分布進(jìn)行了大量的觀測和試驗(yàn)。接下來小編就帶大家一起了解雷電的形成原理。

一、冰云的電荷累積

當(dāng)對流發(fā)展到一定階段，云體升入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:

1. 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(shí)也不會凍結(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，就馬上凍結(jié)成冰粒。當(dāng)過冷水滴與霰粒碰撞時(shí)，會立即凍結(jié)，這叫撞凍。

2.冰晶與霰粒的摩擦碰撞起電。霰粒是由凍結(jié)水滴組成的，成白色或乳白色，結(jié)構(gòu)比較松脆。由于經(jīng)常有冷水滴與它撞凍并釋放潛熱，它的溫度一般比冰晶高。在冰晶中含有一定量的自由離子(OH-和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度差，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(shí)，帶正電的氫離子速度較快，而帶負(fù)電的較重的氫氧根離子則較慢。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(fù)電的霰粒則停留在云層的下部，因而造成了冷云的上部帶正電而下部帶負(fù)電。

3.水滴因含有稀薄鹽分而起電。當(dāng)云滴凍結(jié)時(shí)，冰的晶格中可以容納負(fù)的氯離子，卻排斥正的鈉離子。由于水滴凍結(jié)而成的霰粒在下落的過程中，摔掉表面還未來得及凍結(jié)的水分，形成許多帶正電的小云滴，而凍結(jié)的核心部分則帶負(fù)電。由于重力和氣流的分選作用，帶正電的小水滴被帶到云的上部，而帶負(fù)電的霰粒則停留在云的中、下部。

二、暖云的電荷積累

在熱帶地區(qū)，有一些云整個(gè)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。

雷電簡單的說，就是天空中的某一塊云層與另一塊云層或者與大地，由于所帶的電荷性質(zhì)相反而產(chǎn)生瞬間劇烈放電的現(xiàn)象。帶有電荷的雷云與地面的突起物接近時(shí)，它們之間就發(fā)生激烈的放電。在雷電放電地點(diǎn)會出現(xiàn)強(qiáng)烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。具體來說，冰晶的摩擦、雨滴的破碎、水滴的凍結(jié)、云體的碰撞等均可使粒子起電。一半云的頂部帶正電，底部帶負(fù)電，兩種極性不同的電荷會使云與地之間形成強(qiáng)電場，瞬間劇烈放電爆發(fā)出強(qiáng)大的電火花，也就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。

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