作业帮风雨雷电是怎么形成的
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/09/23 12:34:44 字数作文
篇一：雷电是怎样形成的
一、雷电是怎样形成的？
答：雷电是一种大气中放电现象，产生于积雨中，积雨云在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应，使地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为25-30KV/cm），开始游离放电，我们称之为"先导放电"。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时（地面上的建筑物，架空输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流（一般为几十千安至几百千安），并随之发生强烈的闪电和巨响，这就形成雷电。
二、什么叫跨步电压？
答：跨步电压是雷电击中地面物，雷电流泄入大地并在土壤中散流开，由于土壤电阻率有一定分布，雷电流在地面上各点间就出现电位降，靠近雷击点，电流密度越大，电位降也就越大。如果人站在或行走在落雷点附近，在两脚间的电位降可使雷电流通过两脚和躯干的下部，人就会被击伤。这两脚间的电位降叫"跨步电压"。
三、在一类防雷中为什么在安装的独立避雷针（包括其防雷接地装置）至少距被
保护的建筑物之间距离≥3米。
答：为了防止独立针遭直击雷击时对被保护物的反击。
四、什么叫均压环？在建筑防雷设计时，对均压环的设计有什么要求？
答：均压环是高层建筑物为防侧击雷而设计的环绕建筑物周边的水平避雷带。在建筑设计中当高度超过滚球半径时（一类30米，二类45米，三类60米），每隔 6米设一均压环。在设计上均压环可利用圈梁内两条主筋焊接成闭合圈，此闭合圈必须与所有的引下线连接。要求每隔6米设一均压环，其目的是便于将6米高度内上下两层的金属门、窗与均压环连接。
五、在各类防雷中对引下线和天面网格有什么要求？
答：引下线和天面网格通常用镀锌圆钢不小于φ8。一、二、三类对应引下线间距不大于12米、18米、25米；一、二、三类对应的天面网格5*5平方米（4*6平方米）、10*10平方米（8*12平方米）、20*20 平方米（16*24平方米）。
六、在高土壤电阻率地区，降低防直击雷接地装置的接地电阻宜采用什么方法？答：规范P26第4.3.4条，在高土壤电阻率地区，降低接地电阻可采取下列方法之一：（1）采用多支线外引接地装置，外引长度不大于有效长度，即le=2 ρ。
（2）接地体埋于较深的低电阻率土壤中。（3）采用降阻剂。（4）换土。
七、什么叫雷电的反击现象？如何消除反击现象？
答：雷电的反击现象通常指遭受直击雷的金属体（包括接闪器、接地引下线和接地体），在接闪瞬间与大地间存在着很高的电压，这电压对与大地连接的其他金属物品发生放电（又叫闪络）的现象叫反击。此外，当雷击到树上时，树木上的高电压与它附近的房屋、金属物品之间也会发生反击。要消除反击现象，通常采取两种措施：一是作等电位连接，用金属导体将两个金属导体连接起来，使其接 闪时电位相等；二是两者之间保持一定的距离。
八、金属油罐在防直击雷方面有什么要求？
答：金属油罐在防直击雷方面的要求：（1）贮存易燃、可燃物品的油罐，其金属壁厚度小于4毫米时，应设防直击雷设施（如安装避雷针）；（2）贮存易燃、可燃物品的油罐，其金属壁厚度≥4毫米时，可不装防直击雷设施，但在多雷区也可考虑装设防直击雷设施。（3）固定顶金属油罐的呼吸阀、安全阀必须装设
阻火器。（4）所有金属油罐必须作环型防雷接地，接地点不小于两处，其间弧形距离不大于30米，接地体距罐壁的距离应大于3米。（5）罐体装有避雷针或罐体作接闪器时，接地冲击电阻不大于10欧。
九、阴极保护装置通常采用什么材料？为什么？
答：阴极保护装置通常采和镁合金或锌合金。因为镁合金或锌合金是比铁活跃的金属元素，当经过特殊加工的镁合金或锌合金块与被保护的金属（铁）储罐连接后，镁合金或锌合金的负离子，通过连接导体不断移向埋在地下的金属储罐，使金属储罐得到一定量镁合金或锌合金的负离子，成为阴极，而镁合金或锌合金不断失去负离子，显示阳极的特性。就是因为这些比较活跃的镁或锌的负离子，连续不断地移向金属储罐，从而补偿了储罐的腐蚀，而镁合金或锌合金经 过多年使用后，使自己失去了防腐能力，牺牲了自己，所以这种装置又叫牺牲镁（锌）阳极，保护阴极（罐体）的一种装置。
十、雷电防护措施包括哪些部分？
答：主要包括：直击雷防护、侧击雷防护、感应雷防护三大部分，并采用接闪、分流、屏蔽、均压、等电位、接地等技术措施。
十一、直击雷防护目的是什么？按现代防雷技术要求，直击雷防护采用哪些措施？
答：直击雷防护是保护建筑物本身不受雷电损害，以及减弱雷击时巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地时对建筑物内部空间产生的各种影响。直击雷防护主要采用独立针（矮小建（构）筑物）。建筑物防直击雷措施应采用避雷针、带、网、引下线、均压环、等电位、接地体。
十 二、什么叫感应雷？感应雷防护的目的是什么？应采取哪些防护措施？ 答：感应雷的防护措施是对雷云发生自闪、云际。
篇二：风雨雷电
风雨雷电
今天早上一起床，雨下得真大啊！可是，我感觉空气不再那么热气浑浊，而十分的新鲜。
雨并未小过，雷并未停过，渐渐地，形成了一组交响乐，一阵阵鼓声（雷声），伴着美妙的琴声（雨），还有许多许多声音从未见过这番景象，我陶醉了，一滴滴雨点洒在无数生灵上，那叶子，那花瓣，那小草。。变得多么清澈，明洁
我家门前的大树上，透着明洁的亮光，隐着无数层露水，一些枝枝丫丫随着雨滴的降落和欢乐的风摇摆起来，多美啊，好像整棵大树都在伴着风雨雷电的奏乐点起舞步来，我连连拍手叫好！
再看那顽强的小草，正努力控制着情调，还要随着风雨练一两步，倒而起，起而倒，我真想去给它加把力，怕它再次疼痛，它并未放弃，它又起来了，噢！它对我笑了，它对我的热情打动了，还是我被它的顽强生命力所感动了，小草，你那娇嫩的细身材能接受住风雨雷电的考验吗？站起来！我为你欢呼！来吧！我皱紧眉头：支撑不住了就停下来吧！不，我要为明天骄傲！
花儿啊花儿，露珠撒在你的花瓣上，真漂亮啊！当露珠洒在花瓣上弹了出来，水花四射，更是另一番水花四射，可是，和它比起来，各有各的优点，水花呢！它会四射，会动，会有像琴一样的声音。花呢！它有五颜六色，非常鲜艳，又代表着许多象征含义。你觉得呢？
雨点打在其他东西上发出了锣般的响声，他也帮助乐曲美妙的进行着，汽车喇叭声。人群脚步声。人们说话声，也伴着奏乐，还有如果还有这一次，我愿意再听听，你不觉得美吗？那就爽情点，好好享受。
今天的雨下得真大啊！空气还是那么新鲜，雨下了好久好久，雷打了好久好久，交响乐还那么动听，生灵一个比一个美丽，雨过天晴，我相信，会更加美丽。
雷电，多好啊！我陶醉了，陶醉了
白果林小学四年级：罗雪莲
篇三：雷电的形成
引言
雷击是夏季经常出现的强对流天气现象之一，是大气云层的自然放电现象。雷击如同冰雹、洪水、龙卷风一样也是种自然灾害。但由于其放电瞬间释放巨大能量，居无定所，建筑物、电子设备一旦遭受雷击时，会产生超出设备所需的高电压及强电流，造成设备、设施的毁坏，继而引发火灾，造成直接间接损失无法估计。常常击毁器物，伤害人畜，严重危及生命和财产的安全，给我们的生活、生产带来极大的危害。因此，了解雷击成因，既有助于认识雷击的危害性，又可加强人类对雷电的防御。
1. 雷击
1.1雷击的成因和形式
夏季,自然界由于高温，水分的蒸腾作用加强，空气对流运动旺盛。温热的空气被强大的上升气流推到空中遇冷形成浓积云。雷雨云是所有类型云中最为活跃的一种，在厚厚的云层中存在着大量的正负电荷，正电荷和负电荷分离形成巨大的电偶极子，或多极子。云层中大量的正电荷位于云层的顶部，大量的负电荷位于云层的中下部，少量的正电荷在云层的底部。天上的积云上升受到地面上升的热气流不断的冲击，会发生电离而产生强大的电荷。某些云团带正电荷，某些云团带负电荷，它们使大地地面或建筑物表面产生异性电荷，当电荷积累到一定程度时，不同云团之间、或云与大地之间的电场强度可以击穿空气（E=25~30KV/cm）,开始游离放电，称之为“先导放电”，云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面（或地面上的建筑物、架空输电线）时，便会产生由地面向云团的逆导主放电，在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的电流，电流做功的结果，可使电流通过地方的气体瞬间温度升高到30000℃左右，从而呈现强烈的火光，这就是闪电，同时迅速加热的闪电通道各部分气体急剧膨胀，强烈压缩附近的大气层产生冲击波，冲击波退化时的声发射，这些声冲击波相互叠加，形成轰轰雷声，这就是雷电。打雷下雨时会和地面之间发生放电现象，与地面上的比较高的建筑物、户外通讯设施等接触，就可能产生电击，形成雷击。
一般情况下（80%—85%的情况），单次雷击不能将雷云电荷完全释放掉。一个雷闪通常包含多个（几个）雷击，而不是一个单一的雷单次雷击形成一个先导放电，在持续平均约60ms（一般为几毫秒到几百毫秒）的暂停后，另一个先导，即直窜先导，在同一通道连续（而不是逐级）传播，速度为1000—10000km/s。
这种直窜先导没有分支，沿着第一支回击形成的通道反向传播，产生第二次回击,同样的过程一般会重复3—5次，在单个负极性雷闪中记录到26次回击。 雷击主要分成以下三种：
直雷击：带电的云层与大地上某一点之间发生凶猛的放电现象；
感应雷：由于静电感应作用，带电云层使地面某一范围带上异种电荷；
球形雷：发生时只见一个大球在空中漂移，大球的尺寸大约从10㎝到100㎝。
1.2雷击的危害
强雷暴是一种灾害性天气，雷电会引起雷击火险，由于雷电主要产生于积雨云中，而积雨云是空气强对流的产物，所以电闪雷鸣常伴有大风，阵性降雨或冰雹等恶劣天气，大风刮倒房屋，拔起大树（有时会被雷暴劈开），农作物遭冰雹袭击，暴雨引起山洪爆发、泥石流等地质灾害。雷电功率巨大，会造成重大的危害。雷电的发生会造成树木、房屋、人畜被击毁、烧焦，干扰、中断电讯系统正常工作，甚至会引发石油火灾，造成停电事故，森林失火。世界上每年总有成百上千的人被雷电毙命，被雷电击毁的财产更是难以计数，雷电所造成的人员伤亡和财产损失是触目惊醒的，雷电以其巨大的破坏力给人类社会带来了惨重的灾害，对国民经济和生命安全危害日趋严重。据不完全统计，每年将近有1000人因雷击而死亡，而我国雷击灾害日趋上升。
1.2.1雷击灾害数据统计和分析
依据雷灾查询数据，结合实际情况对全国雷灾情况进行统计[2]，做表1如下。根据图表1可以看出，雷击威力很大，伤亡范围比较广，主要在人群比较集中地域，周围有建筑物或易引雷事物。例如：旅游、建筑、交通、人群。
3 4 5 6 7 8
2004-7-23
北京
北京直辖市
建筑
数十名在居庸关长城8号遭到雷击，其中4人昏迷，至少15人被击伤。 东江发电厂 1号重油罐因雷击引发爆炸，直接经济损失约780万元人民币。
小学遭受雷击，共造成7人死亡，39
靠岸的船只被雷电击中，造成了3死4伤的重大雷击伤人事件。
一住宅工地，8名工人突遭雷击当场致4人死亡、1人重伤、1人轻伤。
石林风景区发生雷击意外事件，2死4伤。
铜仁梵净山风景名胜区发生雷击事件，导致34人受伤，其中12人重伤。
2006-7-15
惠州市
广东省
电力
2007-5-23
2008-6-23
重庆市
杭州市
重庆直辖市 学生
浙江省 交通
2009-6-4 佛山市 广东省 建筑
2010-7-13 昆明市 云南省 旅游
9
2011-11-6 铜仁市 贵州省 旅游
在此筛选了近年来的全国范围内就单次雷灾导致经济损失最为严重的排名前十个例进行分析。表2分别列出了这些例子的具体详情。
表2全国雷击灾害经济损失统计表
排 名 序 号
1
2 3
时 间
2002-7-28
2003-7-26
2005-5-25
市 名
呼伦贝尔盟 绍兴市
呼伦贝尔盟
省 名 内蒙古 浙江省 内蒙古
行 业 林业 未知 林业
损害程度描述 雷灾导致发生大兴安岭火灾，致财产损失至少1亿元之上。 大范围遭雷击，雷灾经济损失高达2700万元以上。
森林火灾被毁森林面积16000公顷，雷灾经济损失2905.29万元。 仪征化纤公司遭雷击雷击经济损失3000万元以上。
恒台县博汇集团电厂变电站遭雷击，雷灾造成经济损失2070万元。 兴化市周庄镇遭雷击，造成1死5人重伤，5人轻伤，3000间房屋受损。雷灾经济损失2192.14万元。 戈阳县电力部门由灾害所致经济损失1300万元，间接经济损失2000万元。
神福港镇烟花爆竹厂遭雷击，37人受伤。直接经济损失1000万元，间接损失2000万
4
2005-6-15 扬州市
江苏省 山东省
化工
5
2006-5-4 淄博市 电力
6
2006-6-21 泰州市 江苏省 未知
7
2007-7-14 上饶市 江西省 电力
8
2008-7-13 株洲市 湖南省
易燃易爆
元。
机场遭雷击致使68架次航班延误，共19次航班延误，经济损失达6600万元。
华耀浆纸有限 公司某场突发10 2010-8-22 常德市 湖南省 工业 大火。此次火灾
给企业造成了近400万元的经济损失。
纵观近年来由于雷灾所致的严重经济损失的最为严重的十起事件，不难发现，此类雷灾主要集中在电力、林业、化工、易燃易爆、交通、金融等行业。且此类灾害的共性多为牵连的区域较广，经济损失大多在2000万元以上，部分省份在发生严重经济损失的同时也包含有特殊的人生伤亡事故，且伤害较为严重。
1.2.2危害的几种方式
在户外，人和动物不仅易受直击雷伤害（尤其是站立时），而且也易受侧雷击、感应放电、跨步电压和接触电压的伤害。
1.2.2.1侧击
侧雷击是雷击的一种，就是从侧面打来的，因为建筑物比较高，顶避雷并不能完全保护住楼体，所以侧面雷击就需要加设保护。
1.2.2.2感应雷击
由于雷电而引起的静电感应和电磁场感应所产生的的雷击称为感应雷击，又称为二次雷击。一般来说，感应雷击没有直击雷击那么猛烈，但发生的几率比直击雷高的多，危害也越来越大，越来越来突出。必须避开所有不受保护的构筑物。最好不适用小型孤立建筑作为雷电的避难所，也不要使用金属屋顶与地面绝缘的建筑物来避雷，比如支撑柱不导电的房屋（电容耦合引起的放电）。
1.2.2.3跨步电压
雷击地面时，雷电流通过各层土壤扩散。在雷击点会引起很大的电位上升。靠近这一点可能会产生跨步电压。尤其是四足动物将会触电死亡，因为前腿和后腿之间存在电位梯度差。人两脚并立可能会遭受雷击，通过身体电流会流过心脏。当行走时，可能会因跨步电压而受电击，如果地面电阻率较高，距离雷击点较近，两脚之间的距离较大，则情况更加危险。
9
2009-3-5
深圳市
广东省
航天
篇四：你知道风雨雷电的真正成因吗？
兼论空气、水、土壤的起源
作者：张宝盈
关键字：关键词：太阳加热顶层大气、等离子体向低层大气对流、等离子体复合成雨
风雨雷电，是最为人们所熟知，最贴近人们的耳目感官，人人可得而观之的自然现象．然而，对于这些司空见惯的现象，人类却迄今没有得到对他们的完整认识，许多奥秘尚未揭开．诸如所谓“云中起电”的机制，云滴、雨滴的生成机制等等，都未形成与观测事实相一致，能说明各种现象的理论体系．
一、风雨成因的现代解释
对于风的成因，目前一般解释为，一是由于太阳加热地面导致的空气热对流；再就是由于温度高的气体膨胀，密度小，温度低的气体收缩，密度大，这样在冷空气和暖空气之间会出现水平气压梯度力，在水平气压梯度力的作用下，气压高的冷空气就会向气压低的暖空气中流动，于是就形成了风．此外，还有地球自转以及天体引潮力的影响等．
然而，这样的机制似乎只能解释一些平稳、微弱的小风、微风，不能解释台风、龙卷风、飓风、飑风等等之类的强风．一方面，台风、龙卷风的涡旋特征难以用“气压梯度力”或“热对流”加以说明，另一方面，它的猛烈程度、巨大的风速以及所谓飑风的爆发性，都难以用“气压梯度力”和“热对流”加以说明．如“对强台风，海洋上最大风速一般可达60～70米/秒，曾经观测到最大风速为110米/秒的台风．”[1]不言而喻，“热对流”和“水平气压梯度力”都不足以产生这样的强风．因为人所共知，水即使被加热到100℃，也只是表现为并不太剧烈的沸腾而已；空气被加热时如烟囱中冒出的烟，虽然被数百度乃至上千度的高温烘烤着，其运动速度往往也并不很剧烈．更不用说因太阳辐射导致的低层大气温度常常只有数十度，温差也并不很大，更不足以引起类似飓风、台风、飑风这样十分猛烈的强风．
对于雨、雪的成因，现代科学解释为：雨雪是由海洋、江河湖泊中的水受太阳照射蒸发，进入大气，由于太阳加热地面导致空气对流上升，含有水蒸汽的空气进入高空遇冷而重新凝结为云，云粒子又发生碰并增长等过程而形成雨雪．
但是，这样的理论用来解释平缓的小雨也遇到了巨大的困难，更无法解释暴雨、巨大冰雹等特殊气象现象．
首先面临的问题是：在炎炎烈日下和干燥、赤热的空气中，被蒸发的水分是否能够长时间地以水分子的形态存在？因为被蒸发的水并非径直走到高空就立即遇冷凝结为水，而是要经历很长时间的，强烈的阳光和宇宙射线能使空气发生电离，同样也能使水分子发生离解和电离．被蒸发的水分子在干燥、赤热的空气中漂浮数天、数十天以后还有多少能以水分子形态存在，是一个严重问题．
显而易见的是，被蒸发的水分子在大气中的运动路径上遇到的太阳光子“炮弹”的轰击是十分密集的，尤其在夏季太阳直射时更是如此．也许用不了很长距离，就会有很大一部分水分子被离解为氧原子和氢原子，一部分被电离为氧离子和氢离子——来自太阳的高能光子和其它高能粒子足以使水分子分崩离析、土崩瓦解．水蒸汽在大气中运动的距离越长，这种情况就会越多发生．
“潮湿空气对流上升冷凝成雨说”面临的第二个困难问题是：根据热带地区观测，有些雷雨云为暖云．[2]“理论无法解释在自然界中经常发生的暖云降水过程．”[3]你说是冷凝成雨，可偏偏暖云也能下雨．于是学者们便不得不去寻找一些新的理论来解释暖云降雨．
再者，人们早已注意到，“云滴从大气凝结核上形成，并长大成雨滴是一个十分艰巨的过程．以对流云为例，它的云滴半径一般为10μm，若大气凝结核的大小以0.1μm计算，则从一个凝结核上成长为云滴时，它的体积要增加一百万倍．对流云降水其雨滴半径一般为
1000μm．以此计算，则一个云滴长大成为雨滴时，其体积又要增加一百万倍．对于开始的凝结核而言，则是增加到1012倍（万亿倍）．而在大气中这过程又是在很短时间内完成的（对流云降水性质为阵雨）．因此，这确实是一个十分惊人的快速过程．[3]
认为是潮湿空气对流上升成云的观点尤其不能解释暴雨、大暴雨的发生机制——那些数小时甚至一小时就下了数百乃至上千毫米的豪雨、“倾盆大雨”、“瓢泼大雨”，需要有体积多么庞大的“潮湿空气”以多么快的速率上升并凝结啊！而且这需要天空有一个效率多么高的“制冷机”啊！否则潮湿空气是无法快速冷凝成雨的．而在降雨过程中，尤其在瓢泼式的降雨过程中，高度密集的雨滴会使空气上升受到巨大阻力，使空气难以快速上升．何况地面上又一时哪里来那么多潮湿空气呢？如果是从海洋上空输送而来的,那又需要多么高的输运速率呢？而潮湿空气又何不在海洋上空就凝结成雨呢？
何况，实验研究证明，“水均质成核需要过饱和度达320%，而实际大气中过饱和度很少达到1%．”[4]这是多么巨大的悬殊！虽然人们不得不把“水汽凝结”勉强解释为“大气中总是存在相当数量的凝结核”，但“原则上”也必须“要有足够高的水汽过饱和度”．可惜实际大气却满足不了这样高的水汽过饱和度．
人们也早已注意到，“只靠气柱内的水汽上升凝结并全部降落也不足以造成一场特大暴雨．以1975年8月河南林庄大暴雨为例，林庄附近当日气柱中的可降水量为80毫米，而24小时雨量为1060毫米，后者为前者的13.3倍．又如1981年7月四川大暴雨期间，成都龙泉驿站24小时雨量314毫米，而大气中的可降水量只不过70毫米（13日），前者为后者的4.5倍．[5]
所以，“截至目前为止，暴雨形成机制还不完全清楚，尤其是特大暴雨的成因，尚有待于详细分析研究．”[5]
如果说亏缺的水汽是由远处输运而来，则需要很高的输运速率，这必然形成大风（且输运的水汽必须贴近地面才能对流上升），而大风又会将积雨云吹跑．这是一个严重的矛盾．而每一个人都有的经验是：凡暴雨时空气都是很稳定的、基本无风的，有强风的雨很快会停止而晴天．
现有的理论也不能解释冰雹尤其是巨大冰雹的成因．因为“要造成地面成灾的冰雹直径应在5毫米以上，考虑到降落时将经过2～4公里以上厚度的正温区（温度大于0℃）而融化问题，云中冰雹直径应大于1厘米，为支托这样大小的冰雹，云中必须有大于15米/秒以上的强上升气流（相当于7级风）．[1]而如果是像鸡蛋、拳头一样大甚至更大的冰雹，则需要多么强的上升气流，又需要多么长的生长时间呢？并且，理论计算和实验表明，要在十来分钟时间里从冰雹胚胎增长到1厘米直径的冰雹，则云中含水量至少应大于10克/米3，[1]何况还有像鸡蛋、拳头一样大甚至更大的冰雹．
而积雨云内最大含水量往往才达到0.45～1.0g/米3．[6]
实际的情况是，有些罕见冰雹，大得足够惊人．如“1923年10月23日《申报》10版报道一则《陕北空前大冰雹》云：（冰雹）方其降时，初仅若豆，继则若卵，后竟若拳，损伤人畜田禾不知凡几．雹止后，横山县官绅，出城验灾，则半里至沙滩，突遇一物，透明结晶，高丈余，直立地上，就地掘三尺余深，犹未尽其根，周围十人，莫能合抱，……及日出，始知为最大之冰雹也．”
又“清刘献庭《广阳杂记》卷二第80页载：“太白，……地高寒冷侵人且多雹，有片云起雹即落，有大如屋者，路见云色异即疾走山岩下以免，若行迟或不谙径，多为雹伤．
清傅维麟《丛书集成·明书》卷二十八·志·司天志第714页载：“明成化八年七月陇州雨雹，如牛者，五、六日始消．”第717页载：“崇祯元年山西大雨雹如象，经月不消．”道光广东《新会县志》卷十四载：“清嘉庆十一年丙寅二月二十二日雨雹如拳如斗如牛，大者重数百斤，落处地为之震，而潮阳湖居坏庐舍尤多．[7]
周密《稽神录》载：“国初杨汀自言天祐初在彭城避暑于佛寺，雨雹方甚，忽闻大声震地，走视门下乃下一大雹于街中，其高与寺楼等，入地可丈余．……经月雹乃消尽．”[7]
如牛如象，高与寺楼等，十人莫围的巨雹，需要多长的“生长时间”，又需要多么强大的“气流”才能托住让它长大呢？
另外，按照蒸发——冷凝成雨机制，只能认为地球从一诞生就存在海洋湖河，几十亿年以来一直在重复着这样的蒸发——降雨的循环过程．如果地球诞生之初并没有海洋湖河，水就无从蒸发，也无从降雨．而这显然是不符合实际的．地球上的水是一个从无到有，从少到多的过程．蒸发——冷凝成雨机制显然不足以说明这样的过程．
诚然，被蒸发的海洋湖河中的水，一部分最终可能会以水的形态回到地面，但它可能是经过蒸发→水蒸气→氢气、氧气（或氢原子、氧原子）→氢离子、氧离子复合 →降雨这样的循环过程的，而不是蒸发→水蒸气冷凝 →降雨这样简单的循环过程．当然，也不排除极少部分水分经历了这样的简单过程，但这可能不是水循环的主流环节．
对于雷电的成因，现有理论认为，由于某种“起电机制”而使云中正负电荷不断分离，当正负电荷中心电场达到一定强度后，击穿空气产生闪电，并使空气振动形成雷声．
关于云中电荷如何产生和分离，一个世纪以来众多研究者曾提出过多种理论和假说，如离子选择捕俘起电，离子扩散起电，极化起电，水滴破碎起电，对流驱动机制，水的冻结和融化起电，冰晶的碰撞和破裂起电，凇附起电等等．[8]但这些机制常常都适应于所有的积雨云，难以说明为什么有些降雨或降雪过程没有闪电（它们同样存在上述机制），而且这些起电机制的起电效率往往较低，难以解释一些间隔时间极短的密集闪电．
同时，由于闪电是一个能量释放过程，作为它的逆过程，“云中起电”必须要有相应的能量输入，而现有机制并不能提供这样的能量输入．
现有的起电理论尤其无法解释那些罕见的奇异的雷电现象．如民国《大荔县志·足征录·异征》记载：“民国二十二年六月二十二日鸡鸣时天黑如墨，电光闪耀，如自天降如自地起，上下融成一片，而雷声隆隆如转磨如循环，无从辨其起讫，经两小时而后止．”
1931年《美国气象学会会志》十二卷130页刊载了《最奇怪的闪电》一则：1927年10月3日著名的德国气象学家瓦尔特·克诺赫博士在坐汽船从南美洲的巴拉圭河顺流而下的航程中偶然见到了一场闪电，……在电暴之前或电暴期间都没有下雨．下午7点钟没有预兆，突然整个天空都开始了电暴．克诺赫博士说：即使想要大概计算一下闪光的数目，恐怕也是不可能的．……这样壮观的场面持续了好几个小时却没有打雷．……雷声突然在半夜一点半开始，以后一直持续到凌晨4点．最后的闪电是在上午8点钟在汽船的后面看到的．
1993年8月13日《中国科学报》载“美国东海岸今年3月中旬的一场暴风雪曾产生大约5．9万次闪电．[9]
现有的任?a href="http://www.zw2.cn/zhuanti/guanyuwozuowen/" target="_blank" class="keylink">我恢制鸬缁贫疾蛔阋运得髟浦校ɑ虼笃校┪位嵊腥绱酥叩摹捌鸬纭毙剩茉诩淌奔淠诨劬薮竽芰浚?/p>
如果对一种现象的基本认识是错误的，那么建立在这种错误基础上的理论，也很难得出符合实际的正确结果．
二、风雨雷电可能的真实成因
那么，风雨雷电的真实成因可能是什么呢？我们知道，大气科学把大气层分为若干层，由地面向上依次为：对流层、平流层、中层，中层以上是热层，也即电离层，电离层以上是磁层．电离层、磁层主要由荷电粒子（电子、质子及各种原子离子、分子离子等）构成．但这只是一种人为的分层，它们之间并不存在截然的界限．
人们已经认识到，太阳辐射加热地面会引起空气自下而上的上升对流，却没有对太阳能量
实际上是从大气顶层——磁层、电离层进入大气（自上而下）的这一事实给予足够的重视．而且，进入顶层大气的“原初”的太阳射线要比穿过大气层被大量吸收后到达地面的太阳射线能量强得多．太阳对顶层大气的加热同样能使顶层大气（磁层、电离层）向低层大气对流（相关证据见下文），电离层中的等离子体受太阳自上而下的加热对流到低层大气后，由于低层大气电离度较低，电场较弱，使等离子体的复合率大于电离率，发生单体复合和集体复合，就形成了风雨雷电．此机制基本上可以解释所有的相关现象并与观测事实较好地相符． 为什么电离层中的等离子体对流到低层大气发生复合，就能产生风雨雷电等现象呢？ 这里首先需要介绍一下等离子体的基本概念：等离子体是由带电粒子和中性粒子组成的一种表现出集体行为的准中性气体．[10]而且，“气体中只要有0.1%的分子被电离，就已经具有了等离子体的性质．”[11]就是说，等离子体是由少数带电粒子和多数中性粒子组成的气体．
按照等离子体物理学，除非在电场较强，能量较高的情况下，等离子体复合主要表现为分离复合（复合为原子离子或分子离子）外，一般情况下，等离子体将主要复合为中性粒子．大量的中性粒子就会结合形成或气体、或液体、或固体物质．因此，可以预料，等离子体复合的产物共有四种：1．气体物质；2．液体物质；3．固体物质；4．等离子体．
由于复合过程是电离的逆过程，物质发生电离时吸收的能量便会在复合过程中释放出来，所以复合过程是一个放能过程，这个过程会有大量能量释放出来．
等离子体复合为气体（氢、氧、氮等各种气体物质）时就会使空气增加，而这可能就是空气起源的源头，同时释放的巨大能量猛烈地推动空气运动，形成风暴（台风、龙卷风、飓风、飑风等）．等离子体单一地复合为气体时形成大风并可出现“干打雷，不下雨”的现象． 等离子体复合为液体（水或其他有机类或无机类液体如血雨、酸雨、黑雨等）时就形成降雨．现象表明，这个过程常常分为两个过程：第一个过程是等离子体发生单体复合（一对或若干对正负离子的复合），这是一种随机复合，复合的结果是形成云、雾；第二个过程是：由于单体复合是不完全复合，复合后的云粒子仍带有正电荷或负电荷并形成电场，电场经过一定时间的演化，逐渐形成正电荷中心和负电荷中心，正电荷中心和负电荷中心在电场库仑力的作用下发生集体相互作用，当电场达到一定条件时，就会发生等离子体集体复合（这个过程包括化
猛烈的复合过程是在复合率超过电离率的临界点后突然发生的，所以会形成突发狂风和暴雨．
对于空间等离子体复合成水的认识，前苏联学者也曾提出：太阳风把由重粒子（质子）组成的微粒带到大气圈里来，这些微粒在大气圈中与电子结合时变为氢和氧的原子并形成分子．起初形成OH和HO2，它们之间相互反应或单独与氢作用时生成水分子，同时放热： OH＋H H2O（16卡/克分子）
OH＋OH2 02＋H2O（70．8卡/克分子）[12]
等离子体复合为固体时，就形成冰雹、沙尘暴、鹅卵石、砾石等，而这也可能就是土壤、沙漠起源的源头．
等离子体复合的结果并不一定全是中性粒子，同时由于能量的猛烈释放，复合过程还会形成一部分等离子体并使一些中性粒子重新电离为等离子体，使这个过程循环演进，而使风暴、暴雨、尘暴得以长时间地维持．复合为等离子体的过程称为分离复合．
等离子体复合常常同时复合为气体、液体、固体、等离子体，如台风过程中，既有狂风，又有暴雨，雨水中有时还夹杂着冰雹、沙尘等．但在某些特殊条件下，也常常单一地复合为
气体（形成风暴）、液体（降雨等），固体（雪、霰、冰雹、沙尘暴等）．空间等离子体究竟会复合为什么形态的物质，可能取决于等离子体中的离子成分和电场状况．
闪电实质上即是一种“带有辐射的复合，一个正离子吸收一个电子变成一个激发原子并同时发射光子以带走剩余的能量，即：
A+＋e→A*＋ｈυ （1）
这种过程是稀薄等离子体中的主要的复合过程，因此对天文等离子体非常重要．
另外还有三粒子碰撞的复合，一个正离子与两个电子同时碰撞，其中一个电子与离子结合组成一个激发原子，另一个电子带走剩余的能量，即：
A+＋e＋e→A*＋e． （2）
在比较稠密的等离子体内它是主要的复合形式．（闪电中显然也存在这样的复合形式，所以将导线接入闪电区会观测到强电流．）
第三种情形是离解复合，一个带正电的分子离子吸收一个电子而变成一个激发分子，这个分子是非常不稳定的．它几乎立即离解为一个激发原子和一个中性原子，即：
（AB）+＋e→(AB)* →A*＋B． (3)
其中剩余能量转化为离解碎片的动能；这种复合形式在电离层中经常出现．[13]这个过程将分子离子转化为原子，太阳辐射、宇宙射线又会将原子进一步电离为正离子、电子或质子、电子．
这就是说，闪电并不仅仅是正负电荷中心在电场达到一定强度后对空气的击穿放电，它的实质是正负离子在达到一定条件后发生的辐射复合．认识到这一点十分重要．雷电并不仅仅是一种电现象，闪电在本质上是空间等离子体的集体复合过程，电（磁）现象只是它的外在表象．尤其是使用“正负电荷中和”的概念产生了严重的误导，使人误认为正负电荷“中和”以后似乎都不存在、消失了．事实是，闪电过后虽然云中的带电粒子（电荷）减少了，但却有等量的中性物质（粒子）被产生出来了．这个十分重要的结果却被人们长期忽视了． 目前人类对闪电产生中性物质已有了初步的认识和实际的观测．如对闪电产生氮氧化物（NOX）的研究与观测．
周筠珺等利用NOX分析仪和大气平均电场仪在青海省大通县对雷暴天气过程中自然闪电产生的NOX进行了地面观测．分析结果表明，在雷暴天气过程中由于闪电的发生，会产生大量的NOX，……在雷暴天气中，闪电次数与NOX的平均体积混合比峰值个数相同，且峰值由闪电产生．[14]类似的观测结果证实了闪电（等离子体复合过程）产生中性物质的真实性．
所谓球状闪电，则可能是在一个等离子体复合单元中自然地达到了一种特殊电场条件，使等离子体的电离率与复合率接近平衡点（复合率仍稍高于电离率），因而复合速率较低，故可以维持一定生存时间的等离子体复合现象．
事实上，此观点与现有理论是十分吻合的，只不过现有认识忽略了一些重要的细节，从而导致了认识上的差异．——人们常常把闪电解释为云中正负电荷发生“中和”而导致的．显而易见的是，所谓“电荷”并非是虚空的，而总是由离子（包括电子）携带的．因此，把闪电描述为“正负电荷发生中和”容易引起误解，会让人误认为似乎正负电荷“中和”之后就都消失了．正确的描述应该是：闪电是正负离子（等离子体）的复合过程．复合后的“电荷”（离子）并未消失，而是转变成了中性粒子．所以每一次闪电都必定有新的中性物质被“制造”出来．这种物质可以是气体（补充空气），可以是液体（降雨），也可以是固体（形成冰雹、沙尘、鹅卵石、砾石、雨花石、宝石等等）．对此人们尚缺乏足够的明确的认识．
空间等离子体的现代来源，主要是太阳辐射、宇宙线辐射对空气、地表物质的电离、离解作用．另外在火山爆发和强烈地震中，地表岩石、土壤也会由于巨大能量的释放而被电离．火山爆发时喷出岩浆，岩浆已有较高电离度，喷出的水蒸气、烟尘、火山灰等物质也有一部分
篇五：雷电的形成
雷电的形成、分类与危害
一、 雷电的形成
雷电是自然界中的一种放电现象。
雷电放电和一般电容器放电本质相同，所不同只是这个电容器两块极板，并不是人为制造的，而是自然形成的。两块极板有时是两块云块，有时一块是云块、另一块则是大地或地面上凸出的建筑物。并且这两块极板间的距离比电容器大得多，有时可达数公里。因此，可以说雷电是一种特殊的电容器放电现象。
大气中的饱和水蒸汽，由于气候的变化，发生上升或下降的对流，在对流过程中由于强烈的摩擦和碰撞，水蒸汽凝结成的水滴就被压分解成带有正负电荷的小水滴，大量的水滴聚积成带有不同电荷的雷云。随着电荷的积聚，雷云的电位逐渐升高。当带有不同电荷的两块雷云接近到一定程度时，两块雷云间的电场强度达到25-30kV/cm时，其间的空气绝缘被击穿，引起两块雷云间的击穿放电；当带电荷的云块接近地面时，由于静电感应，使大地感应出与雷云极性相反的电荷，当带电云块对地电场强度达到25-30kV/cm时，周围空气绝缘被击穿，雷云对大地发生击穿放电。放电时出现强烈耀眼的弧光，就是我们平时看到的闪电，闪电通道中大量的正负电荷瞬间中和，造成的雷电流高达数百千安，这一过程称为主放电，主放电时间仅30-50μs，放电波陡度高达50KA/μs ，主放电温度高达20000℃，使周围空气急剧加热，骤然膨胀而发生巨响，这就是我们平时听到的雷声。闪电和雷声的组合我们称为雷电。
由于声音传播的速度比光的传播速度要慢得多，所以我们总是先看到闪电，而后听到雷声。
雷电的特点是：电压高、电流大、频率高、时间短。
二、雷电的分类
（一） 直击雷
雷云对地面或地面上凸出物的直接放电，称为直击雷。也叫雷击。直击雷放电过程的展开图见图8-22。
雷云放电过程的展开图可以这样解释：当雷云对地面放电时，开始出现先驱放电，放电电流比较小，一经到达地面，就开始主放电，主放电由地面开始沿着先驱放电的通道直到云端，放电电流迅速增大。主放电时间很短，电流迅速衰减，以后是余光放电，电流变小。
由于雷云中同时存在着多个电荷积聚中心，当第一个电荷集聚中心放电后，其电位迅速下降。第二个电荷集聚中心向第一个电荷集聚中心位置移动，并沿着上一次的放电通道开始先驱放电、主放电、余光放电。紧接着再来第三次、第四次放电。我们平时看到电光闪闪、雷声隆隆就是这个原因。
当直击雷直接击于电气设备及线路时，雷电流通过设备或线路泄入大地，在设备或线路上产生过电压，称为直击雷过电压。
（二）感应雷击
感应雷击是地面物体附近发生雷击时，由于静电感应和电磁感应而引起的雷击现象。
例如，雷击于线路附近地面时，架空线路上就会因静电感应而产生很同的过电压，称为静电感应过电压。见图6-23。
在雷云放电过程中，迅速变化的雷电流在其周围空间产生强大的电磁场，由于电磁感应，在附近导体上产生很高的过电压，称为电磁感应过电压。
静电感应和电磁感应引起的过电压，我们称为感应雷击。
（三）球雷
球雷是一种发红色或白色亮光的球体，直径多在20cm左右，最大直径可达数米，以每秒数米的速度，在空气中飘行或沿地面滚动。这种雷存在时间为3-5s左右。时间虽短，但能通过门、窗、烟囱进入室内。这种雷有时会无声消失，有时碰到人或牲畜或其它物体会剧烈爆炸，造成雷击伤害。
（四） 雷电侵入波
当雷击空线路和或金属管道上。产生的冲击电压沿线路或管道向两个方向迅速传播的雷电侵入波，称为雷电侵入波。
雷电侵入波的电压幅值愈高，对人身或设备造成的危害就愈大。
三、 雷电的危害
雷电放电过程中，可能呈现出静电效应、电磁效应、热效应及机械效应，对建筑物或电气设备造成危害；雷电流泄入大地时，在地面产生很高的冲击电流，对人体形成危险的冲击接触电压和跨步电压；人直接遭受雷击，必死无疑。
雷电的危害是多方面的。
（一）雷电的静电效应危害：
当雷云对地面放电时，在雷击点主放电过程中，雷击点附近的架空线路、电气设备或架空管道上，由于静电感应产生静电感应过电压，过电压幅值可达几十万伏，使电气设备绝缘击穿，引起火灾或爆炸，造成设备损坏、人身伤亡。
（二）雷电的电磁效应危害
当雷云对地放电时，在雷击点主放电过程中，在雷击点附近的架空线路、电气设备或架空管道上，由于电磁感应产生电磁感应过电压，过电压幅值可达到几十万伏，使电气设备绝缘击穿，引起火灾或爆炸，造成设备损坏、人身伤亡。
（三）雷电的热效应危害
雷电流通过导体时，由于雷电流很大，雷电流数值可达几十至几百千安，在极短的时间内使导体温度达几万度，可使金属熔化，周围易燃物品起火燃烧。烧毁电气设备、烧断导线、烧伤人员、引起火灾。
（四）雷电的机械效应危害
强大的雷电流通过被击物时，被击物缝隙中的水分急剧受热气化，体积膨胀，使被击物品遭受机械破坏、击毁杆塔、建筑物，劈裂电力线路的电杆和横担等。
（五）雷电的反击危害
当避雷针、避雷带、构架、建筑物等在遭受雷击时，雷电流通过以上物体及接地装置泄入大地，由于以上物体及接地装置具有电阻，在其上产生很高的冲击电位。当附近有人或其它物体时，可能对人或物体放电，这种放电称为反击。雷击架空线路或空中金属管道时，雷电波可能沿以上物体侵入室内，对人身及设备放电，造成反击。反击对设备和人身都构成危险。
（六） 电位危害
当将雷电流引入大地时，在引入处地面上产生很高的冲击电位，人在其周围时，可能遭受冲击接触电压和冲击跨步电压而造成电击伤害。
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