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4常见问题
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为什么会出现雪天打雷的现象 据报道,1970年初春的某天晚上,我国长江中下游地区朔风怒吼,下着少见的鹅毛大雪。突然间,天空中电光闪闪,雷声隆隆,这一罕见的天气现象令人感到奇怪。鲁西地区元宵节当天也有大雪伴打雷的现象。那么,为什么下雪天还会打雷呢?

电闪雷鸣,是夏天常见的天气现象,而下雪一般都在冬天,这是两种绝然不同的天气现象。但是,只要某时某地的天气具备了既能下雪又能打雷的条件时,这两种绝然不同的天气现象就能同时出现。

在冬天,当天空阴云密布,高空云层中的气温在零度以下时,云中的水汽就凝结成雪。雪花从云中落下来时,如果近地面层的空气温度较高,雪花就会融化成为雨滴。相反,如果近地面层的气温较低、雪花不能融化,这时就下雪了。

雷雨是由于暖湿空气在局部地方出现强烈对流,暖空气急剧上升产生了积雨云的剧烈振动,就会积累了大量的电荷,而产生闪电现象。

雷电的形成

众所周知,雷雨季节的闪电与高压电场中的绝缘物质电离击穿导电是一个道理。在雷雨天气,带电云层所形成的高压电场强度是很高的。通常,带电云层对大地放电一般是这种情况,其云层属于正电荷区高电位,大地处于负电荷区低电位。空气原本是不导电的,但在强大的电场力作用下,气体原子核最外层的电子就会受到电场力的激发而产生跃迁飘逸而形成带电离子。获得电子的原子称其为负离子,失去电子的原子称其为正离子。在电场力的作用下,带电离子可形成电子流。另外,绝缘体的电子受原子核的引力场作用较强,也可称其为原子核对电子的束缚力,在一般的外加电力场中其外围电子呈现为较大的惰性状态很难激发脱离轨道成为带电离子。如果外加电场力超过了其绝缘体原子核对电子的束缚力,也就是电子的受激发状态,那么其绝缘体就会形成我们常说的击穿状态而参与导电。在自然界的物质中,天然云母的电导惰性最大,其次是玻璃、陶瓷、塑料等类。空气是一般的绝缘介质,而纯正单一的气体其原子核外围电子的游离惰性也是很强的。然而空间气体中的成分并不纯正,也掺杂有其他的物质颗粒或者是水分子而极易构成低电场下形成的离子态。介质击穿电离导电,是电工学中常用的专业术语。面对自然界所形成的强大电场,由空间气体形成的绝缘介质是微不足道的,数亿伏特的电压场很容易将气体核外电子激发游离而成为带电离子参与导电。绝缘介质击穿就是绝缘物质构成的离子态,高压电场形成的弧光放电现象,就是绝缘介质核外电子被激发游离后形成的能量释放所产生的光辐射。

雷与闪电,是由空间气体的核外电子被电场激发后形成等离子导电状态,同时也伴随了光辐射和热效应的产生。由于光以及热辐射的作用使其周围空气温度急剧的增加从而产生热膨胀,进而又推动空气形成震荡波,也就是我们听到的雷暴声。空气中的水分子浓度越大杂质越多,被高压电场击穿电离的可能性就越大,闪电的发生几率和强度也就越高。雷电电场强度有两种因素,其一,闪电的光辐射强度以及雷暴分贝系数也与电场的强度有关,带电云层与地面的距离越近,电场强度就越大。其二,带电云层的电荷量越大,电场强度也就越高,电场强度也与电荷的聚集速度有关。电场放电时间的延续与云层电荷聚集的速度也存在着一定的关联性,也是我们平时所说的闪电持续的时间以及光耀度的变化范围。

云层之间的雷暴闪电,是属于强大的云间正负电荷构成的高压电场,在电场力的作用下,气体被击穿后形成的正负电荷碰撞产生的光辐射和空气冲击波效应,这类似于带有正电荷云层对大地的放电现象。云层电荷聚集的数量越多,高压静电场力越大,其雷电光辐射强度以及雷暴冲击波声音分贝系数也就越强。平时,我们能从闪电的辉光强度和雷暴声音分贝系数中就能够判断出雷电的能量。在同一距离,闪电的辉光越强烈,产生的热辐射能越大,从而对金属导体产生的磁电感应量也就越高。闪电所发出的光谱是从紫外线至红外线之间范围,同时也会伴随强磁场辐射而破坏电力及通讯设备和形成大自然的雷电灾害。鉴于雷电构成的机理,我们人类还在不断的探索中,难以破解的就是球形雷的形成因素。为什么球形雷中的带电离子所形成的高温飘逸态会有长时间的持续?是否是某一种物质在强大的电场力作用下产生延续不断的微型核聚变形体?总而言之,人类在雷电形成的诸多方面还有很多的未知问题等待人们去破解。相信,随着科学的不断进步,人们会不断地冲击着大自然的禁区,去寻找出我们自然世界中的诸多未知量。

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