打雷和闪电是同时发生的自然现象,主要由于 带异种电荷的云层或云层与大地之间的放电现象。以下是它们形成的过程和原因:
电荷积累
在对流发展旺盛的积雨云中,水汽在上升和凝结过程中,会使云层中的电荷分布不均匀。通常,云的上部以正电荷为主,下部以负电荷为主。
电场形成
由于电荷分布不均匀,云层与云层之间、云层与地面之间形成强大的电场。当电场强度达到一定程度时,空气就会被电离,形成导电通道。
放电现象
当正负电荷间的距离缩小到一定距离时,电势差将空气击穿,发生瞬间放电,即闪电。放电时产生的高温使通道内的空气迅速膨胀,产生强烈的冲击波,向外传播形成雷声。
闪电和雷声的传播
闪电瞬间释放的能量使通道内的空气温度急剧升高,空气迅速膨胀,产生强烈的冲击波,向外传播形成雷声。由于声音在空气中的传播速度(约每秒340米)远低于光在空气中的传播速度(每秒30万公里),所以我们总是先看到闪电后听到雷声。
闪电的连击
大多数闪电都是连击两次。第一击叫“前导闪击”,是一股看不见的带电空气作前导,直下到近地面处。这一股带电的空气像一条电线,为第二击电流建立一条导路。在前导接近地面的一刹那,一道“回击”电流就沿着这导路跳上来,于是就发生看得到的闪电和听得见的雷声。
综上所述,打雷和闪电的形成是由于积雨云中电荷的积累和电场强度的增加,当电场强度足够大时,空气被电离形成导电通道,导致瞬间放电,产生闪电和雷声。闪电瞬间释放的巨大能量使通道内的空气温度急剧升高,空气迅速膨胀,产生强烈的冲击波,向外传播形成雷声。由于声音传播速度远低于光速,所以我们总是先看到闪电后听到雷声。