閃電在發出閃光的瞬間,它的電力竟然比世界上最大,美國核子水力發電廠還要大上一百倍左右。如果利用這個電力來起重的話,足夠把六七萬公斤重的貨物,舉起一兩公尺這麼高。公仔箱論壇7 ?2 n2 b) p( r/ g# w+ L2 g
公仔箱論壇- R- P1 `/ V; W+ _
閃電的起因:
2 ~' b8 n: p( ^8 p( \
6 P4 H9 E9 W1 k0 q! x7 W公仔箱論壇1. 雷暴形成
0 d( ?6 `1 W: W/ Z& O; Q' R公仔箱論壇在溫暖而潮濕的夏季日子裡,地表白天受熱,而地面吸收了熱量後又不停把熱量再輻射出去。正午後太陽輻射能開始減弱,而地面吸收的熱量卻達到了最大值。當地面輻射更多熱量時,氣塊就更易上升,若氣塊的溫度在它上升中仍能較上面的環境空氣溫度高,及不穩定就會出現。如果地表加熱空氣的條件維持,氣塊不斷上升形成上升氣流,此時若氣塊含有水氣的話,雷暴的積雲階段就開始了。公仔箱論壇& ^1 \2 L3 J' A$ c# X
5 B0 X/ g8 x: D" }5 \( i2 Q6 mtvb now,tvbnow,bttvb上升的氣塊構成了雷暴的基點—雷暴細胞。當氣塊繼續向上移動,氣柱引起了近地面氣壓的不平衡,這種不平衡把更多空氣吸收到系統中來加強雷暴細胞。公仔箱論壇5 h# y7 W* W9 L
! N' X/ j% [- Q3 p# j h5.39.217.762. 雲內閃電(in-cloud lightning)
& M3 x3 l o3 v- `5.39.217.76在0℃層以上,即空氣溫度下降到冰點的高度以上,雲內的液態水變成冰晶和過冷卻水滴(達0℃卻來不及凝結就落下的水滴)。由於空氣的密度不同,造成了空氣對流,在這些水滴或冰晶摩擦碰撞的過程中產生電荷。
. Q7 x& U. ?. Q/ `, [tvb now,tvbnow,bttvb4 Q' o& V& U# m1 ]
如雲內出現兩個足夠強的相反電位,帶正電的區域就會向帶負電的區域放電,結果就產生了雲內閃電(in-cloud lightning)或雲間閃電(cloud-to-cloud lightnung)。風暴細胞內8成的放電過程屬於這種類型。8 n$ g" x! t$ R: L
公仔箱論壇6 T$ f1 G B7 v: m2 R( t
3. 雲對地閃電(cloud-to-ground lightning)
* H% ?+ s4 \7 V c$ b, ]這是最廣為研究的類型,主要是因為它們對人們的生命財產有極大的威脅性。公仔箱論壇: D4 J# _" j6 B4 ~7 A7 ^( I. a% H
6 [' ~! {6 [4 U l. r公仔箱論壇在一次正常的閃電前,雲裡的電荷分布是這樣的:在底部是較少的正電荷,在中下是較多的負電荷,在上部是較多的正電荷。閃電由底部和中下部的放電開始。電子從上往下移動,這一放電由上向下呈階梯狀進行,每級階梯的長度約為50米。
" J0 Z, G2 @$ l5.39.217.76
) k: o6 M3 b6 ^- J/ V' d3 J; o) V$ u* qTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。兩級階梯間約有50微秒的時間間隔。每下一級,就把雲裡的負電荷往下移動一級,這稱為階梯先導(stepped leader),平均速率為1.5×105公尺/秒,約為光速的兩千分之一,半徑約在1到10公尺,將傳遞約五庫侖的電量至地面。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。; |+ q/ b. Q: z
/ S4 ?2 V- B3 h. f/ ?. G. Y
當階梯先導很接近地面時,就像接通了一根導線,強大的電流以極快的速度由地面沿著階梯先導流至雲層,這一個過程稱為回擊,約需70微秒的時間,約為光速的三分之一至十分之一。tvb now,tvbnow,bttvb; y) x; J4 w8 ~7 z
7 J/ E% l$ Q6 x) J
典型的回擊電流強度約為一至兩萬安培。如果雲層帶有足夠的電量,又會開始第二次的階梯先導。一個階梯先導加上一個回擊稱為”一擊”(a stroke),三到四個”一擊”組合成一個閃光(flash),而一個閃電又是由多個閃光所組成。公仔箱論壇- r# \0 S6 `8 I0 M; ~) j* |
公仔箱論壇$ d: L$ G& h8 R. N
雷擊又分為負雷擊(negative stroke)及正雷擊(positivestroke),也就是由雲層往地面傳下來的是正電荷。正雷擊的發生機率比負雷擊小,但攜帶的電量會比負雷擊大,曾測量到的最大值為300庫侖。正雷擊通常只有一擊,有第二擊的正雷擊相當少見(因為雲層內靠近地面的正電荷較少)。& X( T, I# j, c, F0 @$ q* i$ {
* s$ x( @- E0 ?, l' m# F
4. 地對雲閃電tvb now,tvbnow,bttvb' K- ]4 q8 B' A# e; p& i7 i
除了有雲層到地面的閃電之外,也有由地面到雲層的閃電。由地面到雲層的閃電,它們的階梯先導由地面延伸至雲端,可攜帶正電荷或負電荷,兩種電性的先導都曾被觀測到。然而這樣的閃電並不常見,它們通常都是由高的建築物頂端往雲層放電,而且特別的是,它們通常沒有回擊,並且只有一擊。除此之外,地面對雲層的閃電偶爾會與向下進行的正閃電連結。
1 r4 Y, F1 Q/ v; ktvb now,tvbnow,bttvb
9 R3 i, y: R4 x& e; {TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。 g$ V" G' n$ N3 e8 i1 U
tvb now,tvbnow,bttvb; Q! B6 |! Z. g+ w0 ^
閃電Q&A
+ f! _ s$ O/ C) b) A9 m*為什麼有時候我們看到的閃電只是一閃而過,而聽到的雷聲卻是隆隆不絕,響好久才停呢?
+ f5 C% ], @" Z% O: z答:
8 _! G% s" Q2 [ D1 d- b5.39.217.76這是因為天空裡的閃電,一般都是很長的,有的線行閃電長達二至三公里,甚至十公里。由於閃電的各部分跟我們的距離不同,所以雷聲傳到我們耳邊的時間就有先有後了。另外一方面,一次閃電往往包含數個回擊,那麼當第一次回擊時的雷聲還沒有斷絕,又傳來了第二次第三次的雷聲,先後的雷聲混在一起,就成了隆隆不斷的雷聲。
+ p% q9 y1 I1 A3 y: ~7 O7 t5 T) i+ S5.39.217.76
9 k; d% I/ G7 I公仔箱論壇還有,當雷聲遇到地面,建築物,高山或天空的雲層時,都會發生反射,產生回聲。這些回聲傳到我們耳朵裡的時間也是不一致的,因此就形成了隆隆的雷聲。
, S. q+ h* [& f& e+ MTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。/ w6 u1 Y9 o7 {3 ]6 \6 i) T8 C
* 一次閃電的光能持續多久?
) q3 o# }# k1 x- U5.39.217.76答:tvb now,tvbnow,bttvb$ j/ U0 P" S" X ~9 j! Z
在大雷雨的晚上,街道上一片漆黑,幾乎看不清一切事物。但是在閃電的一剎那,我們卻能夠在這極短促的時間裡,看到街道上奇怪的景緻:街道上原來正在活動著的東西,一下子都變成凝結了似的,行人士一隻腳踏著地,一隻腳臨空舉在那裡不動,行駛的車輛也像停在那裡一樣……
* \) n" i: f, d; J- K% }* r' itvb now,tvbnow,bttvb產生這種現象的原因,是因為閃電的持續時間非常短促,在這短暫的時間裡,物體位置的移動使人眼睛很難觀察出來,所以熙熙攘攘的街道,在閃電的光之下,似乎變得完全不動了。
1 J7 ]" M0 Z8 M; R0 h$ N( `5 _. j$ X" yTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
$ G1 m% V7 X, M0 c" o8 k公仔箱論壇*那麼閃電的光能持續多久呢?8 c, ]0 D2 g2 [) M1 ^( o
答:
, T6 L6 [+ m/ ^4 b% I5.39.217.76它的一閃的時間很難用普通方法測量出來,因為每一次閃光所持續的時間,常常比萬分之一秒還要短,最長的也不會超過千分之一秒(1微秒),這速度是非常驚人的。tvb now,tvbnow,bttvb; @' n! d; K( N9 K% H4 z! Y& ]
5 Q8 o) L) h4 i$ `7 z- W% T* y我們一般拍照時,照相機快門的速度是五十分之一秒,百分之一秒或一百五十分之一秒,拍正在運動的動作是一百五十分之一秒,二百五十分之一秒或五百分之一秒的快門,就是拍攝高速飛行的噴射機,用千分之一秒的快鏡也就可以了。所以,再這極短的時間裡,即使是迅速奔馳著的汽車,它的車輪上的每一個花紋也只移動幾萬分之一公分,這樣的運動,在人眼裡當然跟靜止的沒有分別了。5.39.217.76( @- P1 h& G: b& J. K
公仔箱論壇. b0 N" D. _( ?' k
*為什麼雷容易打中孤立高聳的物體?- Q* y/ n/ w$ p3 t; t$ r0 t
答:
8 y- d. w3 `9 z m6 G% X, Ctvb now,tvbnow,bttvb由於雷雨雲的雲底有帶電,能使地面發生感應,並使地面產生與雲底的電性不同的電荷。這稱為「感應電荷」。
1 D& |* [% p$ g! x( [3 [! o' {TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
# w! g9 j! z, M這種感應電荷在小範圍的地面上是同一性質的,例如都是正電,或者都是負電。同一種性質的電荷是互相排斥的。排斥的結果,就使得電荷在地面上重新分布,這種排斥力沿地面方向的分力,在彎曲得較厲害的地方要比平坦一些的地面來得小,所以,電荷就必定會移到地面彎曲得厲害的地方去。這樣一來,在彎曲得厲害的地面上,感應電荷就要多一些,密一些了。
" |- V0 f4 @& S |* V公仔箱論壇
/ G: w% X3 e; A y* @, b! w7 uTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。高聳的物體,他本身也會成為地面的組成部分,由於他高聳在平地上,所以他就成為地面上最彎曲的一部分,因此當地面受到雷雨雲的感應而產生感應電荷時,在高聳的物體上,就會集中了較多的電荷。
; F) d$ Q6 L* T7 c
5 B/ X& L% P& p; z由於高聳的物體所帶的感應電荷比地面多,對閃電的吸引能力大,所以能很容易的將閃電拉過來。5.39.217.76: H0 ~4 d8 L( t
9 _% C1 j1 T5 h; F6 i0 o* v: `
所以在大雷雨時,我們千萬不要躲在高聳的物體,如旗杆,高樹,塔尖,煙囪,電線桿下面躲避。因為那裡是閃電的通道。' [, U8 _5 h( Z) _ }
0 u& ~3 J5 G1 q3 h
由於高聳物體容易遭到雷擊,所以在高大的建築物上一般都安裝避雷針,使建築物免遭雷擊。避雷針是一個頂部高出建築物,下部與地面相接的金屬桿,它能夠吸引附近的閃電到自己身上來,將自己作為閃電的通道,使閃電通過自身而排到地面上去。這樣,原先要擊中建築物的閃電,中途拐了彎,通過避雷針,就不會損壞建築物了。5.39.217.76( B3 {) F. e( t
, _% L7 U0 \% M* S9 Z5.39.217.76* 為什麼總是先看到閃電,後聽到雷聲?9 q9 _' ?+ A8 N8 C y
答:# Y! j% Y3 J; p5 Z8 t
這是因為光的傳播速度要比聲音的傳播速度快得多。光在空氣裡差不多每秒鐘能走三十萬公里,用這樣的速度,一秒鐘可以為繞地球的赤道跑七圈半。聲音在空氣中每秒約走三百五十公尺,差不多只有光速的九十萬分之一。光從閃電發生處傳到地面的時間,一般不過幾十萬分之一秒,可是聲音跑同樣的距離就需要較長時間。根據這個原理,我們可以利用從看見閃電到聽見雷聲相隔的時間,算出閃電距離我們大概多遠。
* Y; ?* T$ P% M! Mtvb now,tvbnow,bttvb
1 \( h! ?( X- I3 Z1 o1 o tTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。tvb now,tvbnow,bttvb, Z. ]; J8 [: E% G1 ~
* 閃電為什麼能劈開樹木?
9 x/ ?( f5 S! x8 |8 D K5.39.217.76答:
) U9 p3 F: G% M9 {- I7 Itvb now,tvbnow,bttvb閃電內部的溫度可高達3×104℃。閃電劈中樹木時,因樹木中含有水分,強電流立即把水分化為高溫高壓的蒸氣,蒸氣的強大爆發力就能把樹木劈開。公仔箱論壇( Q. n/ T& u8 H# q6 A5 P
TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。 } n, _# r! F! c+ o
* 雷雨後為什麼空氣格外新鮮?TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。2 `4 T- K9 }: p# \. Z/ O) F
答:
! Q# m9 t% r; O5 g, ^tvb now,tvbnow,bttvb夏天的傍晚,有時烏雲,大雨,閃電,雷鳴往往相互交錯,一起降臨。雨後,我們會感到空氣格外新鮮,這是什麼原因呢?原來在閃電時,發生了一場化學變化,空氣中的氧氣有些變成了臭氧。其次是經過了一場傾盆大雨,把空氣中大部分的灰塵給沖掉了。5.39.217.76" M( N, n6 k" F. M. t) N4 w9 F. s
$ B0 g( c9 j: A8 \1 v1 d/ F5.39.217.76雷聲是雲中,或雲對地,或地對雲之間正負電荷間的放電作用時所產生的聲音。放電時的電位差,往往達到每公尺幾千到幾萬伏特,所以常常產生巨大的電火花,把空氣中的氧氣激發成臭氧。濃的臭氧是淡藍色的,味道很臭,具有很強的氧化能力,還能夠漂白與殺菌。稀薄的臭氧可一點也不臭,反而會給人清新的感覺。雷雨後,空氣中就瀰漫著少量的臭氧,能夠淨化空氣,使空氣清新。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。* s* M# s4 c7 E2 |# J# K6 J8 H
5.39.217.76) k& j" M O. o9 w& ^- z
* 閃電可以為人們服務嗎?公仔箱論壇6 h5 P4 v2 s4 u4 r/ m! K, j
答:
0 H5 O [/ n+ @- wtvb now,tvbnow,bttvb閃電在發出閃光的瞬間,它的電力竟然比世界上最大,美國核子水力發電廠還要大上一百倍左右。如果利用這個電力來起重的話,足夠把六七萬公斤重的貨物,舉起一兩公尺這麼高。
2 F" y( B; G+ B$ G) k5.39.217.76% M+ F) d5 `9 \* n
不但這樣,閃電還是一個不用人工的天然氮肥製造廠。根據計算,每打一次雷,大約總有一噸到兩噸的氮化合物會隨著雨滴落到地面。這當然會有效的增加土壤的肥沃度。這樣的量,幾乎相等於一個小型化工廠一天的產量。
* J% l$ w$ T, c+ I4 f& f5.39.217.767 s; P, o9 r' T F, }$ T4 H S/ V
除了這些以外,閃電還會使天空中有「臭氧」出現。這種氣體具有大量吸收紫外線的功能,使人們不致因為陽光中過量的紫外線的照射而影響健康。
8 K+ `3 k5 g8 l; nTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。* 地震時的閃電
, ]9 Y9 o# D3 o* P# M5 |tvb now,tvbnow,bttvb答:
+ U- R5 G3 p: c+ h* C. n! f地震能引起閃電嗎?有人認為晴空閃電是地震的先兆。這兩種自然現象有什麼聯繫?5.39.217.76! U' @, X- C. S% p- l* ]- R
地震時會產生閃電的原因還不清楚。最近有人認為,這一現象與壓電場有關,這一壓電場是地震波通過地表時所產生的(在壓力作用下,有些材料會產生一個電場)。也許這些電場足夠大,引起大氣對地表放電。然而這種解釋還缺少細節的說明和證明。 |