部是強大負電荷中心，雲底相對的下墊面變成正電荷中心，在雲底與地面間形成強大電場。在電荷越積越多，電場越來越強的情況下，雲底首先出現大氣被強烈電離的一段氣柱，稱梯級先導。這種電離氣柱逐級向地面延伸，每級梯級先導是直徑約5米、長50米、電流約100安培的暗淡光柱，它以平均約150000米/秒的高速度一級一級地伸向地面，在離地面5—50米左右時。地面便突然向上回擊，回擊的通道是從地面到雲底，沿著上述梯級先導開闢出的電離通道。回擊以5萬公里/秒的更高速度從地面馳向雲底。發出光亮無比的光柱，歷時40微秒，透過電流超過1萬安培，這即第一次閃擊。相隔百分之幾秒之後，從雲中一根暗淡光柱，攜帶巨大電流，沿第一次閃擊的路徑飛馳向地面，稱直竄先導，當它離地面5—50米左右時。地面再向上回擊，再形成光亮無比光柱。這即第二次閃擊。接著又類似第二次那樣產生第三、四次閃擊。通常由3—4次閃擊構成一次閃電過程。一次閃電過程歷時約0。25秒，在此短時間內。窄狹的閃電通道上要釋放巨大的電能，因而形成強烈的爆炸，產生衝擊波，然後形成聲波向四周傳開，這就是雷聲或說“打雷”。

雷電發生的必要條件：

1。空氣要很潮溼

2。雲一定要很大塊的，比較黑的雲；一般是積雨雲

3。天氣乾燥的地區一般不容易出現雷電。

化學反應

1。閃電時，可以使大氣空中的氧氣化學合鍵發生改變，生成極少量的臭氧。

2。可以讓氧氣和氮氣化合生成一氧化氮；這是天然固氮的一種重要形式。

3。3h2＋n2=2nh3

閃電的溫度，從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等，也就是等於太陽表面溫度的3—5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹。空氣移動迅速，因此形成波浪併發出聲音。

結構分析

被人們研究得比較詳細的是線狀閃電，我們就以它為例來講述閃電的結構。閃電是大氣中脈衝式的放電現象。一次閃電由多次放電脈衝組成，這些脈衝之間的間歇時間都很短，只有百分之幾秒。脈衝一個接著一個，後面的脈衝就沿著第一個脈衝的通道行進。現在已經研究清楚，每一個放電脈衝都由一個“先導”和一個‘回擊”構成。第一個放電脈衝在爆發之前，有一個準備階段—“階梯先導”放電過程：在強電場的推動下，雲中的自由電荷很快地向地面移動。在運動過程中，電子與空氣分子發生碰撞，致使空氣輕度電離併發出微光。第一次放電脈衝的先導是逐級向下傳播的，像一條發光的舌頭。

開頭，這光舌只有十幾米長，經過千分之幾秒甚至更短的時間，光舌便消失；然後就在這同一條通道上，又出現一條較長的光舌（約30米長），轉瞬之間它又消失；接著再出現更長的光舌……光舌採取“蠶食”方式步步向地面逼近。經過多次放電—消失的過程之後，光舌終於到達地面。因為這第一個放電脈衝的先導是一個階梯一個階梯地從雲中向地面傳播的，所以叫做“階梯先導”。在光舌行進的通道上，空氣已被強烈地電離，它的導電能力大為增加。空氣連續電離的過程只發生在一條很狹窄的通道中，所以電流強度很大。（未完待續）

272　閃電學　2

當第一個先導即階梯先導到達地面後，立即從地面經過已經高度電離了的空氣通道向雲中流去大量的電荷。這股電流是如此之強，以至空氣通道被燒得白熾耀眼，出現一條彎彎曲曲的細長光柱。這個階段叫做“回擊”階段，也叫“主放電”階段。階梯先導加上第一次回擊，就構成了第一次脈衝放電的全過程，其持續時間只有百分之一秒。

第一個脈衝放電過程結束之後，只隔一段極其短暫的時間（百分之四秒），又發生第二次脈衝放電過程。第二個脈衝也是從先導開始，到回擊結束。但由於經第一個脈衝放電後，“堅冰已經打破，航線已經開通”，所以第二個脈衝的先導就不再逐級向下，而是從雲中直接到達地面。這種先導叫做“直竄先導”。直竄先導到達地面後，約經過千分之幾秒的時間，就發生第二次回擊，而結束第二個脈衝放電過程。緊接著再發生第三個、第四個…。。直竄先導和回擊，完成多次脈衝放電過程。由於每一次脈衝放電都要大量地消耗雷雨雲中累積的電荷，因而以後的主放電過程就愈來愈弱，直到雷雨雲中的電荷儲備消耗殆盡，脈衝放電方能停止，從而結束一次閃電過程。

閃電頻率

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