對於閃電的形成,西方國家學說有十幾種之多,並提出各種各樣的解釋和學說,有些論點至今還有爭論。主流說法有:

水滴破裂效應:雲中水滴在高速氣流中作激烈運動,分裂成一些帶負電的較大顆粒和帶正電的較小顆粒,後者同時被上升氣流攜帶到高空,前者落在低空,這樣正負兩種電荷便在雲層中被分離,這也就是造成90%的雲層下部帶負電的原因。

吸電荷效應:由於宇宙射線或其它電離作用,大氣中存在正負離子,又因為空間存在電場,在電場力的作用下正負離子在雲的上下層分別積累,從而使雷雨雲帶電,又稱感應起電。

水滴凍冰效應:水滴在結冰過程中會產生電荷,冰晶帶正電荷,水帶負電荷,當上升氣流把冰晶上的水分帶走時,就會導致電荷的分離,而使雷雨雲帶電。

溫差起電效應:實驗證明在冰塊中存在著正離子(H+)和負離子(OH-),在溫度發生變化時,離子發生擴散運動並相互分離。積雨雲中的冰晶和雹粒在對流的碰撞和摩擦運動中會造成溫度差異,並因溫差起電,帶電的離子又因重力和氣候作用而分離擴散,最後達到一定的動態平衡。

目前,科學上的幾種解釋雷雨雲帶電的理論,都是從物理角度入手,來解釋雲是如何帶電這個物理現象的。至於到底是由哪種效應,或者哪幾種效應共同作用的結果,科學界尚無定論,並且分歧很大。

2016年,中國科學家提出了新觀點——紫外線光解水帶電效應。從紫外線光解水的角度,合理地解釋了雷電形成現象。

這個理論認為,從光化學反應角度來解釋這個物理現象:雷雨雲帶電,是由於高空中的雲朵受到<258nm的紫外線照射,發生光化學反應而伴隨產生的一個物理現象。

這個理論解釋起來太過繁瑣,咱科普文章沒必要鑽研太深,反正最終結果是:

2H2O=H2+↑+H2O2-↓(<258nm紫外線照射條件下)

2H2O2=2H2O+O2(過氧化氫在自然界中極不穩定)

最終結果,使得雲朵的上方顯正電,下方顯負電。如有興趣研究,看如下圖片。

雷電威力巨大是因為雲朵蘊含的能量巨大,積雨雲頂部一般較高,可達20公里。當然雷電的電功率雖然很大,但由於放電時間短,所以閃電電流的電功並不算大,一次約為5555度。

據了解,閃電的的平均電流是3萬安培,最大電流可達30萬安培。閃電的電壓很高,約為1億至10億伏特。一個中等強度雷暴的功率可達一千萬瓦,相當於一座小型核電站的輸出功率。放電過程中,由於閃道中溫度驟增,使空氣體積急劇膨脹,從而產生衝擊波,導致強烈的雷鳴。帶有電荷的雷雲與地面的突起物接近時,它們之間就發生激烈的放電。在雷電放電地點會出現強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。

超級閃電指的是那些威力比普通閃電大100多倍的稀有閃電。普通閃電產生的電力約為10億瓦特,而超級閃電產生的電力則至少有1000億瓦特,甚至可能達到萬億至100000億瓦特。紐芬蘭的鐘島在1978年顯然曾受到一次超級閃電的襲擊,連13公里以外的房屋也被震得格格響,整個鄉村的門窗都噴出藍色火焰。

就在你閱讀這篇文章的時候,世界各地大約正有1800個雷電交作在進行中。它們每秒鐘約發出600次閃電,其中有100次襲擊地球。

  


目前,關於雷電形成的原因,有很多觀點,先來說說西方的觀點。

1 水滴破裂,水滴在高速氣流中運動,分解成負電的顆粒和正電的顆粒,前者落在低空,後者被上升氣流帶到高空,這就造成百分之90的雲層下帶負電的現象。

2 宇宙射線和其他電離作用,又因為空間的電場,正負離子分別積累,從而感應起電。

3 溫差起電。冰塊在實驗中存在正負離子,溫度變化讓兩種離子分離,雲中容易產生溫差效應,隨後溫差起電。

4 中國科學家提出的紫外線光解水帶電效應。高空雲朵受到的紫外線照射,發生光化學反應而伴隨的物理現象。

閃電全是大氣放電的現象,一次的能量足夠一輛轎車行駛1000公里。比起其他自然災害而言,閃電的能量也不足一提。

我們收集不到的原因

1 閃電是突發的,並不是想要。

2 電壓太大,需要的材料必須承受這樣的能量

3 存放需要一個快速充電的電容器

4 收集出來的是直流電流,不易轉化。


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