闪电类型

  云间闪电

  云中放电下的闪电

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

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

  闪电

  云地间放电

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（ 英语： stepped leader ），平均速率为1.5×10 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（ 英语： negative stroke ）及正雷电击（ 英语： positive stroke ），也就是由云层往地面传下来的是正电荷。正雷电击的发生概率比负雷电击小，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

球状闪电（ 英语： Ball Lightning ）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，但是奇怪的是，气象学家很少记录到它们。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野生动物巡察员 Brett 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（( 英语： a glowing globular zone (the breakdown zone?) with a long, twisting, rope-like projection（the funnel?） ）”。

高文（ 英语： 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（( 英语： 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，只有数次成功拍摄为照片的记录。

圣艾尔摩之火（ 英语： 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。

珠状闪电

珠状闪电( 英语： Bead Lightning )，又称“链状闪电”( 英语： Chain Lightning )，一种长时间的闪电的形式，表现为一串发光段而不是连续的闪道。它很少发生，但被多次观测到。其原因还不清楚，但提出的解释有：部分闪道朝目击者或离目击者倾斜，因而显得更加光亮；雨或云使部分闪道变暗；截面半径大的闪道比半径小的冷却要慢。

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。

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。

中高层大气闪电

  一个红电光闪灵

和闪电有关的还有蓝色喷流、红电光闪灵和极低频率辐射，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“红电光闪灵”有非常大的差别，蓝色喷流持续发光平均时间约零点三秒，比红电光闪灵要长约二十倍。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，与红电光闪灵是在高空发光、没有喷射之现象完全不同。

其他

闪电还会把范艾伦辐射带（ 英语： 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

纪录及发生地点

在地球上闪电频率的一个比较古老估计是每秒钟100次。现今人类可以用人造卫星查出闪电的频率，包括观察在没有人烟居住的地方，可知的发生闪电纪录是平均一秒钟44 ± 5次，全年几乎总共发生闪电次数为10.4亿次的闪电。 这些闪电中有百分之七十五是云间放电（云对云闪电），百分之二十五为云地之间放电（云对地闪电）。

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（ 英语： Venera ）和美国的先驱者计划（ 英语： 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（ 英语： Cassini-Huygens ）经过金星的时候却没有发现任何闪电的发生。

闪电成因

云中电荷分离的现象至目前为止还是研究中的课题，有很多假说被提出来试图解释此一现象发生的原因。

静电感应假说

根据静电感应假说，至今仍未充分了解电荷的分离过程，不过似乎总要有很强的上升气流将小水滴抬升，使它们产生过冷至摄氏-10度到-20度。这些过冷的小水珠会和冰晶相碰撞产生柔软的冰水混合物—软雹（ 英语： graupel ），这些碰撞会使冰晶带有正电、软雹带有负电。此时上升气流会继续将较轻的冰晶（带正电）抬升，软雹则因较重而落至云的中下层，进而造成云层上半部带正电，下半部带负电的电荷分离现象。 此电荷分离过程使云间的电位差不断增加，直到足以释放而形成闪电。

极化假说

极化机制分为两个部分：

掉落中的冰晶和小水珠通过地球的环境电场（ 英语： Earth"s natural electric field ）会产生电极化的现象。

碰撞中的冰粒会因静电感应而带电。

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，身上的水分会瞬间蒸发，并可扰乱人的心跳而致人于死地，也会使人烧焦，称为雷击死亡。就算因为身上金属饰品的诱导而没有被正面击中，也可以把电力透过地面传送到人体，死亡率为10%~30%。若在森林发生，有可能造成森林大火，而若在没有保护措施的情况下，电器用品被击中时可能会发生爆炸或是跳电等情形。飞机虽然因为金属外皮的导电性，可免于电流流入内部，但若过于强大会有可能影响仪器的使用而导致问题发生

而闪电擦过绝缘体或高电阻物品时，会产生热效应( 英语： heating effect )，形成大量热，燃烧该物品。

参考

附注

参见

雷

霹雳

避雷针

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