雷電是怎么形成的?上行先導(dǎo)與下行先導(dǎo)發(fā)展過(guò)程
雷電是人們熟知的一種自然現(xiàn)象,雷鳴閃電,可怕而又宏偉壯觀。過(guò)去,人們解釋不了這種現(xiàn)象,把雷電當(dāng)神來(lái)崇拜,大家熟悉的《西游記》中就有雷公、電母等神話形象,令人敬畏。一些生命起源學(xué)說(shuō)認(rèn)為,是雷電孕育了地球現(xiàn)在的繁榮和文明。在對(duì)此觀點(diǎn)疑惑的同時(shí),人類確確實(shí)實(shí)地領(lǐng)略了雷電的巨大能量和威猛的破壞力,雷電給人類帶來(lái)的災(zāi)難不勝枚舉。
雷電是怎么形成的呢?
雷電是雷云和大地間或帶異種電荷的雷云間的放電現(xiàn)象。這種迅猛的放電過(guò)程產(chǎn)生強(qiáng)烈的閃電并伴隨巨大的聲音。發(fā)生閃電的云被稱為雷雨云,層積云、雨層云、積云、積雨云都有可能成為雷雨云,但最常見(jiàn)的是積雨云。 雷電是一種大氣中放電現(xiàn)象,產(chǎn)生于積雨云中。積雨云在形成過(guò)程中,一部分云團(tuán)帶正電荷,另一部分云團(tuán)帶負(fù)電荷。它們對(duì)大地的靜電感應(yīng),使地面或建(構(gòu))筑物表面產(chǎn)生異性電荷,當(dāng)電荷聚集到一定程度時(shí),不同電荷云團(tuán)之間,或云與大地之間的電場(chǎng)強(qiáng)度可以擊穿空氣(一般為25~30KV/CM),開(kāi)始游離放電,我們稱之為“先導(dǎo)放電”。
云對(duì)地的先導(dǎo)放電是云向地面跳躍式逐漸發(fā)展的,當(dāng)?shù)竭_(dá)地面時(shí)(地面上的建筑物,架空輸電線等),便會(huì)產(chǎn)生由地面向云團(tuán)的逆導(dǎo)主放電。在主放電階段里,由于異性電荷的劇烈中和,會(huì)出現(xiàn)很大的雷電流(一般為幾十KV至幾百KV),并隨之發(fā)生強(qiáng)烈的閃電和巨響,這就形成雷電。(氣象學(xué)會(huì)) 云的形成過(guò)程是空氣中的水蒸氣由各種原因達(dá)到飽和或過(guò)飽和狀態(tài)而發(fā)生凝結(jié)的過(guò)程。積雨云是一種在強(qiáng)烈垂直對(duì)流過(guò)程中形成的云,由于地面吸收太陽(yáng)的輻射熱量大于空氣層,因此白天地面升溫較多,特別是夏季。
近地面的大氣溫度也跟著升高,氣體隨著溫度的升高體積增大,開(kāi)始上升,同時(shí)密度減小,壓強(qiáng)也隨著降低,就會(huì)和上方的空氣層發(fā)生對(duì)流。熱氣流在上升過(guò)程中膨脹降壓,同時(shí)與高空低溫空氣進(jìn)行熱交換,于是上升氣流攜帶的大量水蒸氣凝結(jié)成細(xì)小水滴,就形成了云,并隨著高度上升進(jìn)一步冷卻成冰晶。在大氣電場(chǎng)以及溫差起電效應(yīng)、破碎起電效應(yīng)等各種機(jī)制同時(shí)作用下,進(jìn)行著水滴中電荷分離的復(fù)雜過(guò)程,形成帶電荷的雷云。 雷云在運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生分層電荷。當(dāng)此雷云在天空移動(dòng)時(shí),它拖著一個(gè)相反極性電荷的陰影在地表移動(dòng),我們稱其為地電荷。
當(dāng)?shù)仉姾傻竭_(dá)構(gòu)筑物, 雷云電荷吸引地電荷上升到構(gòu)筑物最頂端,然后再跨越結(jié)構(gòu)水平散布。使地面和雷云間形成強(qiáng)大的電場(chǎng)。使兩種電荷保持分離的是中間空氣的絕緣。當(dāng)云中某處積聚的電荷密度很大,激發(fā)的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到 25-30KV/cm 時(shí),從云分支向下進(jìn)行步進(jìn)式放電,稱為下行先導(dǎo)放電。這個(gè)先導(dǎo)逐漸接近地面,達(dá)到一定距離時(shí),地面物體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下產(chǎn)生尖端放電,向上迎著步進(jìn)先導(dǎo)發(fā)射電子流,成為上行先導(dǎo)放電。當(dāng)上行先導(dǎo)與下行先導(dǎo)接通時(shí),此離子化通道變?yōu)橹骼讚敉ǖ?。主放電?huì)有很大的雷電流(一般為幾十千安至幾百千安),并伴隨強(qiáng)烈的閃光和雷聲。這種雷云對(duì)大地的放電,常被稱為直擊雷。這種雷擊破壞力極大,產(chǎn)生電效應(yīng)、熱效應(yīng)和機(jī)械力,會(huì)造成極大的危害。
上行先導(dǎo)與下行先導(dǎo)一般同時(shí)發(fā)生,多見(jiàn)于雷云對(duì)地放電。下行先導(dǎo)指從雷云開(kāi)始發(fā)展,向下方延伸的先導(dǎo)通道;上行先導(dǎo)指從地面(多見(jiàn)于突出地面的尖端,如建筑物、樹(shù)木)開(kāi)始發(fā)展,向上方延伸的先導(dǎo)通道。一般下行先導(dǎo)先開(kāi)始發(fā)展,雷云多為負(fù)極性云,該過(guò)程與負(fù)先導(dǎo)相同。當(dāng)余下間隙的電場(chǎng)足夠大,上行先導(dǎo)開(kāi)始發(fā)展,負(fù)先導(dǎo)在氣隙中堆積的電子大量流向正極,加劇上行先導(dǎo)的發(fā)展,最終上行先導(dǎo)與下行先導(dǎo)通道距離足夠小,則發(fā)生完全擊穿,產(chǎn)生主放電。
同類文章排行
- 仙人塔防雷安裝工程
- 多用途絲桿碳纖維收縮桿工作原理
- 防雷工程 接地施工設(shè)計(jì)方案一覽
- 古建筑防雷 古建筑直擊雷防護(hù)措施
- 怎么知道你家房頂上的避雷針的避雷半徑?
- 防爆氣象站
- 防雷檢測(cè)需要多久時(shí)間檢測(cè)一次?
- 汾酒集團(tuán)防雷檢測(cè)
- 不接受檢測(cè)不行!不整改不行!河南省氣象局關(guān)于做好2023年雷電防護(hù)裝置安全檢測(cè)工作的公告
- 防雷接地檢查常識(shí)及要點(diǎn)
最新資訊文章
- 仙人塔防雷安裝工程
- 汾酒集團(tuán)防雷檢測(cè)
- 古建筑防雷工程設(shè)計(jì)方案要點(diǎn)分析
- 古建筑中防雷該如何設(shè)計(jì)?
- 古建筑防雷接地應(yīng)該怎么做?
- 古建筑防雷 古建筑直擊雷防護(hù)措施
- 港口雷電預(yù)警防護(hù)方案
- 江蘇防雷檢測(cè)怎么做?有什么要求?
- 防雷檢測(cè)技術(shù)培訓(xùn)會(huì)
- 不接受檢測(cè)不行!不整改不行!河南省氣象局關(guān)于做好2023年雷電防護(hù)裝置安全檢測(cè)工作的公告
- 大型浮頂儲(chǔ)罐雷擊火災(zāi)分析及預(yù)防措施
- 全國(guó)首發(fā) 安徽省氣象局主持起草《信息系統(tǒng)雷電防護(hù)術(shù)語(yǔ)》實(shí)施
- 為什么要進(jìn)行防雷檢測(cè)
- 避雷針和避雷塔有什么區(qū)別和聯(lián)系?
- 雷達(dá)站避雷針的作用是什么
- 拉線避雷塔和避雷針有什么區(qū)別?
- 內(nèi)部防雷檢測(cè)
- 外部防雷檢測(cè)
- 雷電預(yù)警系統(tǒng)對(duì)人體有什么影響
- 雷電預(yù)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是如何工作的