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闪电2020/7/25 12:20:09 |
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讯 据探索频道网站报道，火山闪电是如何形成的困扰着科学家，他们多年以来一直试图揭晓其中的谜团。目前，发表在《地球物理学研究快报》的两篇研究报告有助于解释这一现象，统一了两个互相矛盾的观点。
闪电形成是很好理解的：云层中的粒子带电，产生正电和负电分离的电场，闪电的出现使电场保持平衡。在雷暴天气中，冰晶是带电微粒，但不清楚火山闪电是否也需要冰晶体，或者是否灰尘微粒之间的摩擦力具有类似的作用，最新两项研究表明以上两种情况都是正确的，主要取决于现实状况。
在第一项研究中，美国地质调查局瀑布火山天文台的火山学家亚莉克莎-范伊顿(AlexaVanEaton)和同事使用闪电传感器网络，分析了2015年4月智利卡尔布科火山闪电，他们发现在火山顺风方向，闪电沿着较高位置的灰尘羽流运动，这里温度足够低，可以形成冰晶结构。
亚莉克莎说：“火山闪电现象基本上与落在地面上的其它所有灰尘微粒解耦，而是好像跟随着冰晶保持在较高的大气层位置。”火山闪电之谜就这样揭晓了吗?冰晶是火山闪电形成的所有必需条件吗?亚莉克莎和她的同事发现闪电也出现在第二阶段的火山喷发，当灰尘和气流接近地球，并且远离任何冰晶体，暗示着灰尘微粒碰撞可以产生足够的电荷。
德国慕尼黑大学火山学家科拉多-西马雷利(CorradoCimarelli)进行的第二项研究加强了该理论观点，他记录了日本九州岛樱岛火山火山闪电的高速视频，2009年这座火山持续喷发，由于灰尘羽状物遮挡了内部形成的闪电，西马雷利和研究小组也采用了邻近声波传感器和电磁场测量。
他们发现在火山喷发中，火山灰尘和残骸微粒彼此接近，形成电荷。西马雷利说：“当地球大气层猛烈喷射灰尘，这里将出现放电，独立于该喷射等级。”范伊顿强调称，我们可以很明确地讲火山烟流是短时间内电气化的，然而在一次较大火山喷射的带电变化通常是由冰晶形成而得到了增强。
范伊顿指出，这项研究将帮助我们更好地实现火山喷发的早期预警，尤其是偏远的火山，同时对空中航线起到预警保护。
空中积云所带的电，穿过空气放电，使云上带的异种电荷中和时产生的火花所导致的。积雨云中的正、负电荷相遇并吸纳吸引从而导致放电现象，就是闪电。闪电出现后发出大量的热导致周围的空气震动从而出现的声音就形成了打雷。
闪电出现是因为正负电荷吸引，闪电通常都在积雨云中出现，这里的云朵上通常都带有电荷，当带有正、负电荷的云朵相遇并被相互吸引之后便会出现放电的现象。
打雷出现是因为空气振动，闪电出现之后会放出大量的热，这些热能让闪电周围的空气瞬间被加热并膨胀起来，从而进一步推挤更远处的空气，这些空气在被推挤后会产生强烈的震动并导致雷声产生。
闪电出现时如何保护自己，虽然几率相对较小，但是闪电的出现仍旧会对我们的生命造成很大的威胁，在大闪电出现的时候，我们要尽快躲进室内，远离树木、河边等容易被闪电劈到的地方。
大家都知道，闪电有着巨大的能量，可能会引起火险，有时候还可能会威胁到人身安全。有一种闪电叫球形闪电，许多朋友不清楚球形闪电原理是什么？球状闪电的形成原理是什么？今日小编给大家分享一些比较实用的内容，希望能给大家带来一些帮助。
球形闪电原理
球形闪电原理是没有一个完整的解答，有些人觉得是由于离子层，当离子层部分离子和电子集聚，便可能形成球状闪电。由于球状闪电出现的频率很低，科学家难以做系统的观测。
人们至今还无法解释球状闪电的存在，这边给球状闪电蒙上了一层虚无缥缈的面纱，让人们有了无限遐想的空间。一部分人通过球状闪电的形状去无限想象，最后甚至连常理也无法解释。
早在古希腊时代，人们就开始注意到了球状闪电，也是因为其形状特殊，由于此时的人们科学观念并不高，在他们看来这一切都是神的旨意，因此球状闪电至今还被灌输的这个一定义。
更令人无法解释的是球状闪电出现的频率极其低，十分不容易观测，那就证明其形成条件一定有特殊。
如果形成条件非常简易，频率不可能会如此的低，其极其强大的破坏力还恰恰说明了其中暴躁的能量，因此球状闪电一直以来还是如此神秘。
随着科技的不断进步，人们对于未知的探索从未停止，于是越来越多的人开始有了各种推论。除了元素汽化的理论以外，以下这两种理论支持着也颇多，不妨来看一看：
1、球状闪电可能是一团密度不大的离子体
在地球上离子体时常会出现，由于太阳风暴的原因，地球上的空气被划分为正负离子体。形成的离子层内离子层曾不断地分离再聚集，来回经历一段时间过后，便可能会引发球状闪电。
2、地面上的物质产生感应电荷
因为在雷暴天气发生时，云层距离地面非常近，这时可能会产生感应生电，在物理学中有一个尖端放电的概念。
当距离云层非常近时，地面上最高的物质与云层进行感应接触，并且可能因此形成滚地雷，非常容易造成地面周围物体受损。
球形闪电的危害
球状闪电是一种危害较大的闪电。
球状闪电是闪电形态的一种，亦称之为球闪，民间则常称之为滚地雷。球状闪电的平均直径为25厘米，大多数在10～100厘米之间，小的只有0.5厘米，最大的直径达数米。球状闪电偶尔也有环状或中心向外延伸的蓝色光晕，发出火花或射线。颜色常见的为橙红色或红色，当它以特别明亮并使人目眩的强光出现时，也可看到黄、蓝、绿和紫色。其寿命通常只有1～5秒，最长的可达数分钟。
球状闪电具有破坏力。它既可以破坏玻璃窗，也能使墙壁的外层剥落。它也曾造成人和动物的伤亡，但由于资料不足，未能了解致死的真正原因。没有证据显示球状闪电会破坏树木，球状闪电会破坏树木，并且是高温破坏，球状闪电从树中间落下，可以将树木一分为二，出现光滑的横切面，且成焦炭状，但是不会引起明火，只产生少量高温水烟雾，降落过程，不会因为切割树木速度变快或者变慢，光球只有在接触地面时，才会消失，核心纯白高亮，外围呈现火红状。球状闪电几乎无法被破坏，有人曾用枪射中过球状闪电，但是无效。
球状闪电的行走路线，一般是从高空直接下降，接近地面时突然改向作水平移动；有的突然在地面出现，弯曲前进；也有沿着地表滚动并迅速旋转的；运动速度常为每秒1～2米。它可以穿过门窗，常见的是穿过烟囱后进入建筑物，它甚至可以在导线上滑动，有时还发出“嗡嗡”响声。多数火球无声消失，有的在消失时有爆炸声，可以造成破坏，甚至使建筑物倒塌，使人和家畜死亡。遇人遇物后即发生惊人的爆炸，产生刺鼻的气味，造成伤亡、火灾等事故。
科学家推测，球状闪电是一种气体的漩涡产生于闪电通路的急转弯处，是一团带有高电荷的气体混合物，主要由氧、氮、氢以及少量的氧化氢组成。通常发生在枝状闪电之后，似乎枝状闪电是产生球状闪电的必要条件。球状闪电较为罕见，因而研究它十分困难，仍然是自然界中的一个谜团。
众所周知，下雨天是常常会夹杂着打雷闪电的，下雪天发生打雷闪电的情况也是有的。有些朋友想来了解一下下雪天打雷闪电的相关内容，那么，大家知道，下雪天为什么会打雷闪电？雪天为啥会打雷闪电？下面小编和大家分享一下，希望可以帮助到有需要的朋友。
下雪天为什么会打雷闪电
冬天的天气较暖，冷空气又强，我们就能见到雪天打雷的景象。不过这种现象并不罕见，在某些地方，经常发生雪天打雷的现象。
冬天打雷正常吗？
从科学角度而言，雷电是雷雨云中的放电现象。形成雷雨云一般要具有两个条件，充足的水汽和剧烈的对流运动。冬天，由于空气寒冷干燥，加之太阳辐射较弱，空气中不易形成对流，因而很少有雷电。但有时冬季气温偏高，暖湿空气势力较强，当北方偶有较强冷空气南下，暖湿空气被迫抬升，对流加剧，就形成了雷雨云，产生了雷电，并出现雨雪天气，对流特别强盛，还可形成冰雹，这就会产生所谓“冬打雷”的天气现象。
天上为什么会打雷？
那当然不是雷公在云里敲鼓，而是由闪电引发的音爆现象。
当天空中的云团剧烈运动，云层中的小雾滴和冰晶会不停地上下翻滚：热气流将小雾滴往上猛推，而高空中冷却的冰晶往下掉，互相擦撞之下就发生了电荷转移，一部分冰晶失去电子带上正电，另一些冰晶夺得电子带了负电。带正电的颗粒在云层上方聚集、带负电的部分沉到了云层下方，随着云层中的电荷越聚越多，正负电荷区中间会被强大的电势差击穿，巨大的电流通过一条2~3厘米宽的通道瞬间释放，放电产生的2800℃高温把空气分子撕成等离子体，发出蓝色闪光，这就是我们说的闪电。
闪电瞬间产生的高温使周围空气剧烈膨胀爆炸，冲击波向四周传播开来，于是我们听到雷声。
我们对夏天打雷司空见惯，因为地面温度高，温暖潮湿空气上升时更容易形成对流云团，这就为闪电创造了条件。在地些地势起伏比较大的地区，打雷下雨更是常见，这是暖空气在水平运动的过程中被山阻挡抬升形成对流。
到了冬天，地面温度低，云层的下方没有热空气往上推，云团相对平静，不会积累大量电荷，自然也就不会发生闪电打雷的现象。所以说冬天下雪不打雷是很正常的，打雷才不正常。
但是不正常不代表一定不会发生。就拿锡林郭勒盟的“雷打雪”来说吧，前一天当地还比较暖和，第二天北方冷气团迅速南下，冷空气密度大，它会强行插入到暖湿空气的下方快速向前推进，这就迫使暖空气上升，在高空中形成对流云团--就算夏天的雷雨云一样。云层中电闪雷鸣，掉落下来的冰晶并不会融为水滴，因为下边是冷空气的地盘，于是我们就见到了雷打雪的奇观。
雨天为什么会打雷？
说到雷，就少不了电。电是由正负两种电荷组成。
当云层上升到一定的距离，云上的水滴就变成了冰粒、冷水滴。如果积雨云内有急剧的气流，云中的水滴，冰粒就会分裂产生电荷。
当电压足够大时，雷电就被放出来。同时，光产生热能，导致云迅速膨胀，发出响声，就是雷声。
也就是说，形成雷电，必须要有充足的水汽、剧烈的对流运动。而夏季正好不缺乏这两种条件。
强对流天气是怎样形成的
在夏季，阳光猛烈，气温上升。近地面的空气就会升温膨胀，密度减小，空气上升。上升到一定程度，气温减少，水蒸气凝结成水滴并且下降。
但后来的带走水蒸气的空气又把水滴抬升，如此反复。直到最后云层承受不住，把水滴翻落，这就是下雨。
在强对流天气里，雨水更大更频繁。产生强对流天气需要较高的温度。
闪电的分类有线性闪电、球状闪电和链条闪电，不过这球状闪电和链条闪电是比较少见的。最近有些朋友来咨询小编，闪电的成因是什么？闪电的发生原因有哪些？接下去给大家分享一些知识点，大家可以灵活运用，以下内容希望对大家有所帮助。
闪电的成因
闪电的成因是由于气流在雷雨云中水分子的摩擦和分解而产生静电。这部传记分为两种。一个是带正电荷粒子的正电荷，一个是带负电荷粒子的负电荷，正电荷相互吸引。就像磁铁一样。正电荷在云的顶部。当这些异性电荷相遇时，剧烈的电荷中和作用释放出大量的光和热，形成闪电。闪电是云与云之间、云与地之间或云体内各部位之间的强烈放电现象。
下雨的时候，浓密的积雨云由很多云组成，积雨云产生电荷，聚集着大量正负电荷，通常云的上部有正电荷，云的下部有负电荷。然后地面产生正电，像影子一样沿着云移动。正电荷和负电荷相互吸干，同类相斥，异种吸入在地面上检测到大量正电荷。但空气不是好的导体，但云的电荷越多，达到一定数量后，云和地面之间的空气层就会被击穿。这时，伴随着很强的电流，空气燃烧得很热，就会发出耀眼的白光，产生火花。一道闪电的长度可能只有几百米，但最多可达几公里。
闪电放电现象
据说在1752年的一天，电闪雷鸣，一场暴风雨就要来了。美国科学家本杰明富兰克林尝试将一把金属钥匙挂在风筝的线上，风筝飞向高空后，一道闪电掠过，富兰克林赶紧用手靠近那把钥匙，立即看到了飞溅的火花。
其实，这种放电现象，在家中卧室也能看到。当我们走过地毯时，鞋底和地毯之间的摩擦把带负电荷的电子，通过鞋底从地毯上收集起来，使得我们的身体带负电。尽管这些电荷总量微不足道，但是在短距离内，它的确可产生非常大的电场。
如果这时用手指触摸金属门把手，在两者快要接近时，由于尖端效应，电场强度可达到300万伏每米以上。300万伏每米是空气击穿临界值。如此强大的电场导致电子加速飞行，途中碰到其他原子时，又会碰撞出更多新的电子，从而增加了空气的导电性，形成微弱的电流，与此同时，我们会感到有点疼。
和门把手的放电原理一样，摩擦也是雷暴中放电的根源。当然，雷暴中受到摩擦的不是地毯，而是冰晶。摩擦使冰晶中的电子逃出，受强劲的上升气流的影响，正电荷会在云层顶部逐渐积累起来，而负电荷会降到云层底部，因此在云层的顶部和底部之间形成了电场。当雷暴云中的电场强度变得足够大时，就会产生壮观的放电现象。电子通过空气中的电离通道，奔向最近的正电荷。
大家熟悉的闪电是发生在云层与大地之间，其实最常见的闪电是发生在云层与云层之间，电子会从一个云层的底部奔向另一个云层的顶部(正电荷区域)。无论哪种方式，一旦正负电中和，其强烈的爆炸式的电流可使空气温度达到太阳表面温度的5倍以上。
但这个过程仍存在着未解的疑点：科学家测量发现，闪电中的电场强度居然比门把手放电时小得多!从1950年起，科学家一直通过高空气球和飞机进入雷暴区，但是从未在云层中观测到300万伏每米的电场强度(也就是门把手放电时的强度)。事实上，他们观测到的电场强度仅是门把手的1/10。这意味着闪电的产生有着特殊的机制，其中包括：“逃逸崩溃”和“快速正电荷击穿”。
闪电是一种常见的大气放电的自然现象，还要在雷雨天气下，我们都会看见闪电划过天际。而很多人都想知道，每次闪电到底能产生多大的能量。今天我们就一起来了解下。
闪电是来自云层中带有静电荷，当两片云层相互靠近时，就会在云层之间产生电场，空气是电的不良导体，当电场强度超过一定值时就会把空气击穿，被击穿的空气瞬间成为等离子体，而等离子体是电的良导体，于是就产生了强烈的放电现象。
而闪电就是一种常见的大气放电现象，放电电压高达百万伏特以上，瞬间电流超过上万安培，温度高达2万度，弧形闪电的长度从数百米到数百公里不等，单次放电时间在0.01~0.001秒之间，所以每一次闪电都能够产生大约20亿焦耳的能量，因此拥有强大的破坏力。
我们平常见到的都是弧形闪电，弧形闪电的放电时间在毫米级别，几乎就是一眨眼的功夫;除此之外，球形闪电则是一种十分罕见的闪电，球形闪电的直径一般为几十厘米，持续时间数秒，甚至能达到2分钟，目前关于球形闪电的形成原因还是一个谜团。
据估计，每年全世界遭受到的闪电次数高达10亿次以上，但是闪电的放电功率实在太大，以人类目前的技术来说是无法把闪电的能量收集起来的。
