闪电和雷是怎么形成的

闪电和雷产生的原理是什么？~

闪电和雷鸣是怎样产生的？

雷定义为伴随闪电而产生的声辐射。广义而言，雷与雷暴周围大气的所有流体动力学性质有关。雷可分为两部分。一是人耳可以听到的声能量，称为雷声，二是次声，频率低于人耳能够听到的雷声，通常在几十赫兹以下。一般认为这两种雷所对应的物理机制不同。可以听到的雷声被认为是加热的闪电通道的迅速扩张而引起的，而次声则被认为是当闪电使云中的电场迅速减少时储存在雷暴云静电场中的能量转换而产生的。
实际上有关雷的研究大部分都是早期的工作，有关的评述可以参考Uman（1987），Hill（1977，1979），Few（1974，1975，1981）的有关著作。本书只给出较粗略的描述。

雷声及其产生机制
对于雷的描述已经有两千多年的历史，但是直到1963年Malan（1963）才第一次使用现代术语描述了近处雷电发出的声音。之后Latham （1964）， Nakano and Takeuti（1970）以及Uman and Evans（1977）都对雷声进行了实际测量。对雷声的普遍描述是：当闪电打在距观测者100m以内时，出现的声音首先为“咔”声，然后象抽鞭子般的噼啪声，最后变成雷特有的持续隆隆声。Malan（1963）认为“咔”声是由地面向上的主连接先导放电造成的。噼啪声由离观测者最近的回击通道部分产生的冲击波所引起。隆隆声则来自于弯曲放电通道的较高部位。而当闪击点离观测者数百米远时，在第一声炸雷（clap）发生之前，人耳听到的第一声类似于撕布的声音，这种声音持续近一秒钟，接着出现响亮的炸雷。这种撕布的声音起源于（1）垂直的放电通道，其长度与距观测者距离相仿。（2）由地面向上的多个连接先导过程。Hill（1977）曾经从Remillard（ 1960）总结出的有关雷的十二条事实中选择了其中 最主要的七个：
(1) 云地闪电通常产生最响的雷。
(2) 在超过十英里左右的距离外偶尔才能闻雷。
(3) 用看到闪电与听到第一次雷声之间的时间间隔可以估计闪击距离。
(4) 大气湍流能减小雷的可闻度。
(5) 紧接强烈雷鸣之后，常有倾盆大雨。
(6) 雷声的强度似乎一地不同于另一地。
(7) 当隆隆声持续时，雷的音调变深沉。
众所周知，由于声音在空气中的传播速度约为330m/s，而光的传播速度为3×108m/s,通道发展速度在105m/s以上。因此，利用声音与光到达观测者的时间差可以大致估算距观测者最近的闪电通道离开观测者的距离。例如，如果到达观测者的声光差为10s，则距观测者最近的闪电通道离开观测者的距离为330m/s×10s=3.3km。这种方法在野外观测中是经常使用的。
那么，雷是如何形成的呢：普遍接受的雷声成因理论认为，人耳可以听到的雷声起源于闪电通道的初始迅速膨胀引发的高压冲击波，它在远距离上退化成为声波。对回击通道的光谱分析认为，在不到10μs的时间内回击通道温度将达到30000K。由于没有足够的时间使得通道的粒子浓度发生显著改变，因此通道的压力将由于温度的升高而迅速增加。在前5μs内平均的通道压力可以达到10个巴。这样一个通道过压将会导致强烈的冲击波使得通道迅速膨胀。
Abramson等（1947）最先从理论上指出，当气体中发生火花击穿和增温时，则会出现等离子体的突然膨胀，并伴有冲击波。在此基础上，发展了一种解析方法来解这种沿无限窄的线源、瞬时释放能量的理想情况下的流体动力学问题。这种解析方法随后又被Drabkina（1951）推广到在击穿通道中逐渐聚集能量的情况。以后这一理论又被Braginskii（ 1958）进一步推广并应用到闪电的情况。Sakurai（1953）和Lin（ 1954）给出了沿无限窄线源瞬时释放能量的类似的解析解。
完善描述闪电通道的增长要涉及许多因素，例如辐射传输、主回击电流前通道中的初始条件、输人电流的时间分布、通道等离子体中电能向热能的转换、通道的耗损等物理特性以及通道的长度和弯曲情况等几何特性。虽然Troutman（1969），Colgate 和McKee（1969），Hill（1971），Plooster（1971a）以及Few（1969，1981）都曾尝试着论述了更接近闪电通道情况的通道增长问题，但是至今所有的处理方法都只考虑初始能量在圆柱体中对称分布的情况，还没有模拟真实的弯曲闪电通道的尝试。不过，对有限大小的线源，所有的结果都证实了当闪电通道每单位长度中聚集极高的能量时，要产生过压强冲击波。
Few（1969，1981）提出，雷的功率谱具有球对称的膨胀冲击波特征。假定行为如同“点源”的一小段通道的平均长度等于3/4倍通道的特征半径R0，则R0=（En/πP0）1/2，这里En是每单位长度通道中的能量耗散，P0是环境压力。功率谱极大值的频率fm＝0.63C0 （P0/E），这里C0是声速。
虽然对闪电产生的冲击波的传播尚未进行足够的实验，但Holmes et al.(1971a), Dawson et al.(1968)以及Uman et al.(1970)对实验室长火花放电产生的冲击波衰减进行了测量，实验基本上证实了上述Few的冲击波理论。
与产生上述可听见雷声的热通道机制不同，次声可能与闪电使云电荷的分布改变后引起的云内静电场的张弛有关(Few, 1985)。实际上到目前为止，尽管对这两种过程的产生机理有物理模式进行描述，但是这两类机制的直接证据是什么，这两类机制对观测到的雷的压力变化的贡献如何等等，仍然没有解决。

利用雷声对闪电通道的重构
如果不在一条直线上的三个或三个以上的话筒同时记录到了一次雷声的主要特征，则可以利用到达每一个话筒的声光差来确定声源的位置。通常有两种不同的方法。比较准确的方法是线状跟踪法（ray tracing），它可以给出一次雷声事件中的多个声源点，从而可对闪电的放电通道进行重构。这种方法中，话筒之间距离相对较近，一般为几十米。利用声波的主要特征到达每一个话筒的时间差可以确定入射声波的方向，再利用闪电到达话筒阵的声光差对方向射线进行数学回归则可以确定放电源的位置。使用这一方法对闪电放电通道的重构技术可以参看Few and Teer(1974), Nakano（1976）和MacGoman et al.（1981）的文章。
声定位的另一种方法被称为雷测距（thunder ranging），这种方法中三个话筒相距较远，一般在公里量级，测得的位置一般误差较大。按照Few（1981）的理论，声信号到达相距100m以上距离的两个话筒时由于传播路径的不同将变为不相关的，但是一些粗略的特征在相距公里量级的两个话筒上仍然具有相关性。对于炸雷而言，到达一个测站的声光差可以用来确定一个可能源位置的球面。三个话筒得到的三个球面相交的点则是炸雷发生位置。利用这种方法对闪电通道的重构可以参看Uman et al.（1978）的文章。

闪电的形成：

如果我们在两根电极之间加很高的电压，并把它们慢慢地靠近。当两根电极靠近到一定的距离时，在它们之间就会出现电火花，这就是所谓“弧光放电”现象。

雷雨云所产生的闪电，与上面所说的弧光放电非常相似，只不过闪电是转瞬即逝，而电极之间的火花却可以长时间存在。因为在两根电极之间的高电压可以人为地维持很久，而雷雨云中的电荷经放电后很难马上补充。当聚集的电荷达到一定的数量时，在云内不同部位之间或者云与地面之间就形成了很强的电场。

电场强度平均可以达到几千伏特/厘米，局部区域可以高达1万伏特/厘米。这么强的电场，足以把云内外的大气层击穿，于是在云与地面之间或者在云的不同部位之间以及不同云块之间激发出耀眼的闪光。这就是人们常说的闪电。

雷的形成：

雷是由于大气中的云体之间、云地之间正负电荷互相摩擦产生剧烈的放电，产生高温、使大气急剧膨胀，产生震耳欲聋的巨响，这就是闪电雷鸣。 

当大气层电荷不断地在云层集结。如果电荷量变得足够强大，就会发生闪电。当闪电横穿天空时，能很快使沿途的空气变热。变热了的空气迅速膨胀，并像发生爆炸那样猛烈地向四周冲击。这样就引起了巨大的声波。

扩展资料：

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。

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。

参考资料来源：百度百科-闪电

参考资料来源：百度百科-打雷

闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象，通常是暴风云产生电荷，底层为阴电，顶层为阳电，而且还在地面产生阳电荷，如影随形地跟着云移动。
雷是伴随闪电产生的大气发声现象。由于闪电放电，闪电通道内的空气瞬间产生高温高压，体积急骤膨胀造成一个向通道四周传播的激荡波，这个高压激荡波在很短距离内迅速衰退并退化为强大的可闻波和次声波。

暴风云通常产生电荷，底层为阴电，顶层为阳电，而且还在地面产生阳电荷，如影随形地跟着云移动。正电荷和负电荷彼此相吸，但空气却不是良好的传导体。正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上，企图和带有负电的云层相遇；负电荷枝状的触角则向下伸展，越向下伸越接近地面。最后正负电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去，产生出一道明亮夺目的闪光。一道闪电的长度可能只有数百米(最短的为100米)，但最长可达数千米。
闪电的温度，从摄氏一万七千度至二万八千度不等，也就是等于太阳表面温度的3~5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀。空气移动迅速，因此形成波浪并发出声音。闪电距离近，听到的就是尖锐的爆裂声；如果距离远，听到的则是隆隆声。你在看见闪电之后可以开动秒表，听到雷声后即把它按停，然后以3来除所得的秒数，即可大致知道闪电离你有几千米。
闪电有个好听的别名，叫做“千里镜”。

闪电是云与云之间、云与地之间和云体内各部位之间的强烈放电。

最常见的闪电是线形闪电，它是一些非常明亮的白色、粉红色或淡蓝色的亮线，它很像地图上的一条分支很多的河流，又好像悬挂在天空中的一棵蜿蜒曲折、枝杈纵横的大树。线形闪电的“脾气”早已被科学工作者摸透，用连续高速的照相机可以完整地记录线形闪电的全过程，并能在实验室成功地进行模拟实验。

除了线形闪电，另外还有球形闪电和链形闪电，这两种闪电都比较少见。
雷是一种大气现象。
雷是由于大气中的云体之间、云地之间正负电荷互相摩擦产生剧烈的放电，产生高温、使大气急剧膨胀，产生震耳欲聋的巨响，这就是闪电雷鸣。
当大气层电荷不断地在云层集结。如果电荷量变得足够强大，就会发生闪电。当闪电横穿天空时，能很快使沿途的空气变热。变热了的空气迅速膨胀，并象发生爆炸那样猛烈地向四周冲击。这样就引起了巨大的声波，这种声波我们听起来就是雷声。
雷电最常见的是线形雷，危害最大，有时也能见到片形雷，个别也会出现爆炸的球形雷。在放电区域，电流会高达几百千安培、电压有数百万伏，破坏力十分巨大，如触及树木或房屋则被击倒，触及人畜则被电死或烧焦，酿成灾祸

闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象，通常是暴风云产生电荷，底层为阴电，顶层为阳电，而且还在地面产生阳电荷，如影随形地跟着云移动。
雷是伴随闪电产生的大气发声现象。由于闪电放电，闪电通道内的空气瞬间产生高温高压，体积急骤膨胀造成一个向通道四周传播的激荡波，这个高压激荡波在很短距离内迅速衰退并退化为强大的可闻波和次声波。

有很多见解：
1；带不同种电荷的两大片云相遇而产生的一种放电现象
2：是有云和云之间的正电和负电产生的
3：美科学家认为X和伽马射线才是闪电形成主因
通常人们认为闪电是由大气层中的电场作用形成的。但是，来自佛罗里达技术协会的天体物理学家约瑟夫-德怀尔(Joseph
Dwyer)表示，大气层中的电场产生闪电这一理论是错误的，大气层中的电场不可能达到产生闪电的电场强度。
德怀尔曾从事高能量微粒的研究工作，两年前他来到佛罗里达研究中心。在佛罗里达研究中心，聚集了许多从事闪电研究的科研人员。当德怀尔从学术报告中了解到伽马射线和X射线与闪电的形成有密切关系时，他对此产生了浓厚的兴趣并致力于该领域的研究。
许多科学家相信，当大气中形成强大的电场便能够产生闪电。尽管没有任何人真正看到这样的电场，但是，这些科学家仍确信这是闪电形成的正确解释。当德怀尔建立一个高能量辐射模型用来描述地球大气层电场的形成时，模型的实验结果使他为之震惊。他发现电场中伽马射线和X射线释放的能量，可为电场提供足够的电场强度产生闪电。在雷雨天气中，上升气流和下降气流推动水分子互相作用，释放出电子从而增强了电场强度，这些电子最终以接近光速的速度穿越空气。依据德怀尔的闪电形成理论，这些高速电子在电场中伽马射线或者X射线释放的能量作用下，与大气层其他微粒发生碰撞便产生强大的雷鸣声，并释放出电荷。
曾致力于闪电形成研究的佛罗里达大学马丁-乌曼(Martin
Uman)称，“这项发现可能是科学理论的一个重大突破。德怀尔的理论还展示了闪电产生所需的伽马射线和X射线强度。”但是，对于闪电形成的确切解释尚仍不能定论。目前，德怀尔仍猜测某些特定条件下的电场也可以聚集足够的电场强度从而产生闪电

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柯坪县17198609457： 打雷和闪电是怎么形成的? - ？
隐周金力： 云和云之间快速移动,相互摩擦形成电流,对大地放电形成闪电.

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隐周金力： 闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象,通常是暴风云产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动.雷是伴随闪电产生的大气发声现象.由于闪电放电,闪电通道内的空气瞬间产生高温高压,体积急骤膨胀造成一个向通道四周传播的激荡波,这个高压激荡波在很短距离内迅速衰退并退化为强大的可闻波和次声波.

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隐周金力：[答案] 打雷和闪电是同时发生的,是由于带异种电荷的云层或云层与大地之间的一种放电现象,当带异种电荷的云层相互间的距离由于运动而缩小到一定距离时,正负电荷间的强大电势差将空气击穿而发生瞬间放电,放电时产生的放电火花就是我们见到的...

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隐周金力：[答案] 有很多见 1;带不同种电荷的两大片云相遇而产生的一种放电现象 2:是有云和云之间的正电和负电产生的 3:美科学家认为X和伽马射线才是闪电形成主因 通常人们认为闪电是由大气层中的电场作用形成的.但是,来自佛罗里达技术协会的天体物理...

柯坪县17198609457： 雷鸣与闪电是怎样产生的? - ？
隐周金力：[答案] 空中的尘埃、冰晶等物质在云层中翻滚运动的时候,经过一些复杂过程,使这些物质分别带上了正电荷与负电荷.经过运动,... 当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时,就形成“云间放电”(即闪电). 带负电荷的云层向下靠近地面时,地...

柯坪县17198609457： 闪电与雷声怎样形成? - ？
隐周金力： 闪电和雷声是一种常见的天气现象,人类对闪电和雷声的科学研究和正确认识历史并不长.最早解释清楚闪电和雷声的形成原因的人应该是美国科学家弗兰克林.高空上的云层常常带有大量的电荷,这些电荷显然不能流向大地,由于电荷是同性相斥、异性相吸,当带有不同电荷的云朵在各种力的作用下靠近到一定程度时,它们之间的高压会击穿空气,产生强烈的放电现象.放电时产生的电火花就是闪电,产生的声音就是雷声.而且由于雷声会在大地与云层之间多次反射,一般听到的雷声都是延绵不绝的.弗兰克林用一个风筝成功收集到了雷电中的一点电能,证明雷电是大自然中的放电现象,只不过规模比较大而已,和我们冬天碰到某些物体时被电到那一刻所发生的事情一个道理!

柯坪县17198609457： 打雷和闪电是怎样形成的? - ？
隐周金力： 打雷和闪电是同时发生的,是由于带异种电荷的云层或云层与大地之间的一种放电现象,当带异种电荷的云层相互间的距离由于运动而缩小到一定距离时,正负电荷间的强大电势差将空气击穿而发生瞬间放电,放电时产生的放电火花就是我们见到的闪电,同时放电时产生的声音就是雷声. 同理,当带电云层运动时,地面相对应的地方产生感应电荷,若云层与地面或地面高大物体间距离较小,则云层与物体间的空气被击穿而发生瞬间放电产生雷电. 我们先看到闪电后听到雷声,是因此光的传播速度比声音的传播速度大得多,因此先看见闪电后听见雷声.

柯坪县17198609457： 闪电和雷产生的原理是什么? - ？
隐周金力： 闪电和雷产生的原理是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电.通常是暴风云(积雨云)产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动.正电荷和负电荷彼此相吸,但空气却不是良...

柯坪县17198609457： 雷与闪电是怎样产生的? - ？
隐周金力： 通常人们认为闪电是由大气层中的电场作用形成的.但是,来自佛罗里达技术协会的天体物理学家约瑟夫-德怀尔(Joseph Dwyer)表示,大气层中的电场产生闪电这一理论是错误的,大气层中的电场不可能达到产生闪电的电场强度. 德怀尔曾...

柯坪县17198609457： 闪电与雷是怎样形成的 - ？
隐周金力： 当雷雨云移到某处时,云的中下部是强大负电荷中心,云底相对的下垫面变成正电荷中心,在云底与地面间形成强大电场.在电荷越积越多,电场越来越强的情况下,云底首先出现大气被强烈电离的一段气柱,称梯级先导.这种电离气柱逐级向...