閃電是如何形成的?知識檔案
閃電是積雨雲內電荷分離後的劇烈放電:冰晶碰撞轉移電荷,階梯先導開闢電離通道,回擊在萬分之一秒內點亮整道閃電。
快速認識
- 回擊溫度
- 約 30000℃
- 通道直徑
- 僅數釐米
- 通道長度
- 可達數公里
- 全球頻率
- 每秒約數十次
核心知識
碰撞讓雲帶上電
積雨雲內的冰晶、霰粒與過冷水滴不斷碰撞,較輕的冰晶帶正電升向雲頂,較重的霰粒帶負電沈向雲底,雲體變成一座巨大的“電池”。
回擊比太陽表面更熱
階梯先導接通地面的瞬間,電流沿通道回衝,把空氣加熱到約 30000℃——約為太陽表面溫度的 5 倍。閃電通道直徑只有數釐米,長度卻可達數公里。
先見閃,後聞雷
光速約每秒 30 萬公里,聲速約每秒 340 米。看到閃電後數秒才聽到雷聲,數秒間隔還能用來估算雷電的距離。
理解線索
- 階段一起雲與起電
暖濕空氣上升堆出龐大的積雨雲,雲內冰晶碰撞讓電荷逐漸分離。
- 階段二先導與回擊
雲底負電荷以階梯先導逐級下行,接通地面後回擊點亮整道閃電。
- 階段三雷聲與降雨
空氣受熱膨脹形成衝擊波,雷聲滾滾而來,暴雨隨之落下。
觀察重點
- 觀察看先導怎樣找路
先導不是筆直劈下,而是一級一級跳躍前進,每一步都在試探最容易擊穿的路徑,所以閃電總是彎折分叉。
- 思考閃電為什麼不只向下
雲與雲之間、雲內部的放電遠多於雲地閃電;我們看到的落地閃只是全部放電的一小部分。
- 安全雷雨時遠離高處與孤樹
雷電傾向擊中高處與孤立物體。雷雨時不要停留在空曠高地、不要在大樹下避雨,盡快進入建築物或封閉車輛內。
