闪电

闪电（正體）

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Oradea, Romania的闪电

法国图鲁兹上空的闪电

闪电，在大气科学中指大气中的强放电现象。在夏季的雷雨天气雷电现象较为常见。它的发生与云层中气流的运动强度有关。有资料显示，冬季下雪时也可能发生雷电现象，即雷雪，但是发生机会相当微小。若有严重的火山爆发时，空中可能出现短路，出现闪电。

闪电的放电作用通常会产生了闪电光或电光。雷电起因一般被认为是云层内的各种微粒因为碰撞摩擦而积累电荷，当电荷的量达到一定的水平，等效于云层间或者云层与大地之间的电压达到或超过某个特定的值时，会因为局部电场强度达到或超过当时条件下空气的电击穿强度从而引起放电。空气中的电力经过放电作用急速地将空气加热、膨胀，因膨胀而被压缩成等离子，再而产生了闪电的特殊构件雷（冲击波的声音）。目前对于放电具体过程的认识还不能透彻明白，一般被认为和长间隙击穿的现象相类似。

闪电的电流很大，其峰值一般能达到几万安培，但是其持续的时间很短，一般只有几十微秒。所以闪电电流的能量不如想象的那么巨大。不过雷电电流的功率很大，对建筑物和其他设备尤其是电器设备的破坏十分巨大，所以需要安装避雷针或避雷器等以在一定程度上保护这些建筑和设备的安全。

闪电类型

云间闪电

按其在空气中发生的部位，大概可分为云中、云间或云地之间三大种类放电。云中放电占闪电的绝大多数，云地之间放电者则是对人类的生产和生活产生影响的主要形式。

云中放电

云中放电(in-cloud lightning)

在0℃层以上，即空气温度下降到冰点的高度以上，云内的液态水变成冰晶和过冷却水滴（达0℃却来不及凝结就落下的水滴）。由于空气的密度不同，造成了空气对流，在这些水滴或冰晶摩擦碰撞的过程中产生电荷。如云内出现两个足够强的相反电位，带正电的区域就会向带负电的区域放电，结果就产生了云内闪电(in-cloud lightning)或云间闪电(cloud-to-cloud lightning)。风暴细胞内八成的放电过程属于这种类型。

云地之间放电

闪电的能见度靠赖于能量的传导

雷

云地之间放电（cloud-to-ground lightning）

这是最广为研究的类型，主要是因为它们对人们的生命财产有极大的威胁性。

在一次正常的闪电前，云里的电荷分布是这样的：在底部是较少的正电荷，在中下是较多的负电荷，在上部是较多的正电荷。闪电由底部和中下部的放电开始。电子从上往下移动，这一放电由上向下呈阶梯状进行，每级阶梯的长度约为50米。两级阶梯间约有50微秒的时间间隔。每下一级，就把云里的负电荷往下移动一级，这称为阶梯先导(stepped leader)，平均速率为1.5×10⁵米/秒，约为光速的两千分之一，半径约在1到10米，将传递约五库仑的电量至地面。当阶梯先导很接近地面时，就像接通了一根导线，强大的电流以极快的速度由地面沿着阶梯先导流至云层，这一个过程称为回击，约需70微秒的时间，约为光速的三分之一至十分之一。典型的回击电流强度约为一至两万安培。如果云层带有足够的电量，又会开始第二次的阶梯先导。

雷电击又分为负雷电击（negative stroke）及正雷电击（positive stroke），也就是由云层往地面传下来的是正电荷。正雷电击的发生机率比负雷电击小，但携带的电量会比负雷电击大，曾测量到的最大值为300库仑。正雷电击通常只有一击，有第二击的正雷电击相当少见（因为云层内靠近地面的正电荷较少）。

云间放电

云间放电是一种很少发生的闪电，它在二个或更多完全分离的积雨云中放电。

球状闪电

主条目：球状闪电

球状闪电通常被形容做一个在空中漂浮的发光球体。它们移动速度不定，甚至可能出现静止的状态。有时候会发出咝咝的爆裂声，甚至有些球状闪电在穿过窗户后爆裂开来消失了。有很多目击者都描述了球状闪电，但是很奇怪的是，它们很少被气象学家记录到。

日本人的研究显示出多宗球状闪电多会发生在无暴风雨及闪电的情况之下。

许多不在这个球状闪电领域工作的科学家是不能体会到球状闪电的领域特性是多么广泛的。典型的球状闪电直径通常被规范化为20-30 厘米, 但有报告记载了球状闪电直径可达数米以上(Singer) 。一张最近的相片是由昆士兰(Queensland)机动队员Bret Porter所拍摄, 相片中显示了一个相信为球状闪电的一个火球，估计直径大约为100 米。相片是刊出在科学杂志 “Transactions of the Royal Society”. 标题为“一个有一条长而扭曲轨迹的发光球状区域（a glowing globular zone (the breakdown zone?) with a long, twisting, rope-like projection (the funnel?) ）”.

高文（Coleman）是最早发表这个理论的科学家。在1993年，他在英国皇家气象学会(Royal Meteorological Society)的出版刊物“Weather”中发表了这个理论。

球状闪电是很难被人看见的。事实上，只有数次被拍摄为照片的记录。

圣艾尔摩之火（St. Elmo's Fire）是被富兰克林正式评定为自然界中的电力。这是与球状闪电完全不同的。

枝状闪电

常见的闪电多是分岔的枝条状而非平直的线条状，其中的奥妙人们却不甚了解。荷兰科学家最近解释说，大气放电过程中存在两种气体，因而放电时如同两种不同黏度的液体混合，最终会产生分岔的枝条形状。

来自荷兰阿姆斯特丹CWI研究所的科学家曼努埃尔·艾里亚斯与同事介绍说，闪电中有两种不同的媒介，即中性气体和一个充斥着电离气体的“通道”。在放电过程中，通道会在“最佳时间”形成一个理想导体，也就是说电流可以在其中无阻力的流动。在同一时刻，电离气体和中性气体原本存在的界限不稳定，两种气体“交融”，因而出现了分岔的枝条状现象。科学家解释说，这一现象类似两种不同黏度的液体互相渗透出现的结果。

科学家还解释说，大气中的放电过程是否会出现分枝现象取决于电场的强度。如果电场强度大，即使阴极和阳极气体之间只是相隔数毫米，也可能迅速形成“枝繁叶茂”的闪电现象。

黑色闪电

类似球状闪电，也被称为空中暗雷，不易发现，也好少出现在地面，初时是小小的一个黑色球体，呈瘤状或泥团状，容易被误认为脏东西，但破坏力甚大，可造成爆炸，一般的避雷针对此种闪电无效。经常追逐金属物体。

正极闪电

是一般闪电强度的10倍，曾制造过5宗空难，就连巨无霸喷气式客机（波音747）也难逃厄运。

超级闪电

是一种稀有的闪电，是一般闪电的强度的100倍甚至更多，可燃烧出蓝色的火焰。最强可以有十万亿瓦特。

其他

和闪电有关的还有蓝色喷流(BLUE JET)、红色精灵(red spirit)和极低频电波，而蓝色喷流是云顶与电离层之间的放电现象之一，被视为是云对地面闪电同等地位的反向高空闪电，它和另一种高空放电现象“红色精灵”有非常大的差别，蓝色喷流持续发光平均时间约零点三秒，比红色精灵要长约二十倍，另外蓝色喷流可以很明显看出发光的喷流从云层中向高空喷出，与红色精灵是在高空发光，没有喷射现象完全不同。此外闪电会把范艾伦辐射带(Van Allen radiation belt)清出安全狭槽，所以一般卫星都飞在此区，比较不受放射线破坏。而有科学家认为闪电一般只有百万伏特，是不能穿过大气（绝缘体），但科学家发现宇宙射线会破坏大气分子产生X射线外，还会让大气变得较易导电，所以闪电发生和宇宙射线也有关。

闪电的瞬间：0.32秒间

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其它星球上的闪电

因为闪电需要击穿气体，所以闪电不可能在真空的空间内出现。但在其他行星的大气层内有侦测到过闪电，如金星及木星。人们估计木星上的闪电比地球上的闪电强100倍左右，但是发生频率只有地球上闪电的十五分之一。至于金星闪电的具体情况现在还在争论中。在70年代到80年代中前苏联的金星号(Venera)和美国的先驱者计划(Pioneer program)中，资料显示在金星的上层大气中发现了闪电，但是卡西尼—惠更斯号(Cassini-Huygens)经过金星的时候却没有发现任何闪电的发生。

闪电的破坏

被雷电击中的树木

一般农夫只身在空旷地下田，就具有尖端放电的效果(避雷针就是运用此一的原理，并且做到接地的功能)，很容易成为雷电击中的目标。闪电破坏力很大，若击中人体，可扰乱人的心跳而致人于死地，也会使人烧焦，就算没有被正面击中，也可以把电力透过地面传送到人体，死亡率为30%。若在森林发生，有可能造成森林大火。

参见

外部链接

如何适当的反应时，在雷雨发生-引导儿童青年和家庭

气象学资料与变量
	绝热过程 - 温度直减率 - 闪电 - 地表太阳辐射 - 天气图 - 能见度 - 涡度 - 风
水凝结	云 - 云凝结核 - 雾 - 降水 - 水蒸气
对流	对流有效位能 - 对流抑制指数 - 对流不稳定 - 对流温度 - 螺旋性 - 抬升指数 - 理查逊数
温度	露点 - 相当温度 - 湿度 - 位温 - 相当位温 - 海面温度 - 湿球温度 - 湿球位温 - 风寒指数 - 酷热指数 - 湿润指数
压力	气压 - 斜压度

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