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雷雨的形成及雷电的特性-雷云中电荷的分离过程-详情了解(连载2)【易造防雷】

雷雨的形成及雷电的特性-雷云中电荷的分离过程,水滴被大地电场所极化(图1—6),上端为负,下端为正。因此上端吸引空气中正离子,而下端吸收负离子。如果两端吸收得一样快,则水滴仍是中和的。但是事实上,下降中的水滴,自然是下端遇到负离子的机会比上端遇到正离子的机会大得多,尤其是因为负离子受电场影响本身有向上的运动。


雷雨的形成及雷电的特性-雷云中电荷的分离过程


这样下降水滴便成为带负电荷了。这些下降水滴的电荷逐渐加多,达到了足够电压,便产生闪电的现象。

在第二次世界大战以后,经过对上述两个经典的理论进行了重新的评估,发现按雨滴分裂的理论雷云中电荷的分布将是上负下正的,但实测的结果,雷云中主要电荷分布是上正下负的,同时落地雷也大多是负极性的。另外,观测的结果已经肯定了电荷分离主要是发生在温度低于冰点的区域,而在这个区域中水是处于固体或过冷却液体的状态。因此,雨滴分裂理论zui多只能认为是在雷雨中起一个辅助作用。

关于离子有差别的吸收理论,虽然从它所得到的雷云中电荷分布是上正下负,因此是符合实际的,但在进一步计算时,证明在平常大气中的离子数远不足以引起像雷云所需要的电荷分离速度。同时,这个理论只能在相对平稳的气流中适用,在像雷云一样的紊乱的气流中,分离作用就更小了。

为了进一步弄清电荷分离的过程,在近年来,一方面广泛地应用了雷达、飞机、探测气球、火箭等新技术来进行雷云的现场观测;另一方面,又在试验室内完成了一系列有关电荷分离的实验。

从现场观测的结果,任何说明雷云中电荷分离的学说,必须满足下列条件才能成立。

(1)分离的过程必须能产生极性为上正下负的主要电荷分布;

2这个过程必须能产生几个安培以上的电荷分离速度,太小了就补偿不了泄漏及其他损耗,也不能解释雷云中闪电活动的频繁程度;

3这个过程必须能在冰点以下的温度起作用;

4这个过程应与冰晶、冰粒或冰雹等固体降水有关。

5这个过程必须能适应雷积云中强烈紊乱的气流,而在层积云中则作用很小,或者没有作用。


雷雨的形成及雷电的特性-雷云中电荷的分离过程


两个学说是:(1)水与冰交界处的电荷转移说;(2)冰雹与冰晶接触带电说。根据(1)水与冰交界处的电荷转移说,在一定的温度范围内,过冷却的雾滴遇到下降的冰块,部分立即结为冰附在冰块上,而剩下的一部分水则被溅开。溅开的水带正电,并被气流继续带向上去,而冰块带负电并继续下降。(未完待续)


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