闪电是如何形成的?知识档案
闪电是积雨云内电荷分离后的剧烈放电:冰晶碰撞转移电荷,阶梯先导开辟电离通道,回击在万分之一秒内点亮整道闪电。
快速认识
- 回击温度
- 约 30000℃
- 通道直径
- 仅数厘米
- 通道长度
- 可达数公里
- 全球频率
- 每秒约数十次
核心知识
碰撞让云带上电
积雨云内的冰晶、霰粒与过冷水滴不断碰撞,较轻的冰晶带正电升向云顶,较重的霰粒带负电沉向云底,云体变成一座巨大的“电池”。
回击比太阳表面更热
阶梯先导接通地面的瞬间,电流沿通道回冲,把空气加热到约 30000℃——约为太阳表面温度的 5 倍。闪电通道直径只有数厘米,长度却可达数公里。
先见闪,后闻雷
光速约每秒 30 万公里,声速约每秒 340 米。看到闪电后数秒才听到雷声,数秒间隔还能用来估算雷电的距离。
理解线索
- 阶段一起云与起电
暖湿空气上升堆出庞大的积雨云,云内冰晶碰撞让电荷逐渐分离。
- 阶段二先导与回击
云底负电荷以阶梯先导逐级下行,接通地面后回击点亮整道闪电。
- 阶段三雷声与降雨
空气受热膨胀形成冲击波,雷声滚滚而来,暴雨随之落下。
观察重点
- 观察看先导怎样找路
先导不是笔直劈下,而是一级一级跳跃前进,每一步都在试探最容易击穿的路径,所以闪电总是弯折分叉。
- 思考闪电为什么不只向下
云与云之间、云内部的放电远多于云地闪电;我们看到的落地闪只是全部放电的一小部分。
- 安全雷雨时远离高处与孤树
雷电倾向击中高处与孤立物体。雷雨时不要停留在空旷高地、不要在大树下避雨,尽快进入建筑物或封闭车辆内。
