地球的雷電流循環(huán)是什么 雷電流持續(xù)時間多久

導讀：地球的雷電流循環(huán)是什么,？地球的雷電流循環(huán),，簡而言之，是一個涉及大氣電場,、云層電荷分布以及地面電荷交互的復雜過程,，這一過程始于云層內(nèi)部電荷的分離，由于云層內(nèi)部水滴和冰晶的摩擦碰撞,，導致正電荷集中于云層上部,，負電荷則集中于云層下部，當云層下部的負電荷積累到一定程度,，與地面或云層之間的電位差達到一定程度時,，便形成了強烈的電場，最終產(chǎn)生閃電,，即我們通常所說的雷電，下面就一起去看看雷電流持續(xù)時間多久吧,！

地球的雷電流循環(huán)是什么

雷電

雷電流,，自然現(xiàn)象，是指直接雷擊時,，通過被擊物體,，而泄入大地的電流。雷電是危害人類最嚴重的氣象災害之一,。因為缺乏防備,，每年全世界都會有數(shù)千人死于雷擊，僅僅在中國,，每年雷擊死亡人數(shù)就超過1000人,，經(jīng)濟損失達到數(shù)十億元。雷電生成速度極快,，會在一瞬間隨機尋找目標,，進行摧毀性打擊。這種強大的力量從發(fā)生到結束轉瞬即逝,，使得它越發(fā)神秘,。

人類研究雷電歷史悠久，但是依然有諸多謎團懸而未決,。僅僅通過等待和觀測自然閃電已經(jīng)無法滿足對人對雷電迫切的探索之心,。科學界就想到了人工引雷的辦法,，通過這樣的野外實驗模擬真實的雷電環(huán)境,，探索更深的雷電物理性能,，還能夠完善雷電的定位系統(tǒng)，并且近距離測試各種電子設備的防雷性能,。

雷電流持續(xù)時間多久

雷電流的持續(xù)時間通常很短,，但具體持續(xù)時間取決于多種因素，包括雷電的類型,、放電條件以及環(huán)境因素,。根據(jù)不同的研究和觀察，雷電流的持續(xù)時間可以有以下特點：

在一般情況下,，雷電流的持續(xù)時間非常短,，通常在微秒到毫秒級別。例如,，每個從云層到地面的閃電實際上包含了在60毫秒間隔內(nèi)發(fā)生的3到5次獨立的雷擊,，第一次雷擊的峰值電流大約為2萬安培，后續(xù)雷擊的峰值電流減半,。最后一次雷擊之后,，可能會有大約150安培的連續(xù)電流，持續(xù)時間達100毫秒,。

特定的觀測也記錄了更長時間的雷電現(xiàn)象,。例如，世界氣象組織宣布,，迄今為止探測到的單次持續(xù)時間最長的閃電為16.73秒,，發(fā)生在2019年3月4日的阿根廷北部。

這些數(shù)據(jù)顯示,，雖然雷電流的基本持續(xù)時間很短,，但在極端情況下，可以觀察到持續(xù)時間較長的雷電現(xiàn)象,。

雷云的形成

1.對流云初始階段的“離子流”假說

大氣中存在著大量的正離子和負離子,，在云中的雨滴上，電荷分布是不均勻的,，最外邊的分子帶負電,，里層的帶正電，內(nèi)層比外層的電勢差約高0.25V,。為了平衡這個電勢差,，水滴就必須優(yōu)先吸收大氣中的負離子，這就使水滴逐漸帶上了負電荷,。當對流發(fā)展開始時,，較輕的正離子逐漸的被上升的氣流帶到云的上部;而帶負電的云滴因為比較重，就留在了下部,，造成了正負電荷的分離,。

雷電

2.冷云的電荷積累

當對流發(fā)展到一定階段,，云體伸入0℃層以上的高度后，云中就有了過冷水滴,、霰粒和冰晶等,。這種由不同相態(tài)的水汽凝結物組成且溫度低于0℃的云，叫冷云,。冷云的電荷形成和積累過程有如下幾種：

①過冷水滴在霰粒上撞凍起電

在云層中有許多水滴在溫度低于0℃時也不會凍結,，這種水滴叫過冷水滴。過冷水滴是不穩(wěn)定的,，只要它們被輕輕地震動一下,，就馬上凍結稱冰粒。當過冷水滴與霰粒碰撞時,，會立即凍結,，這叫撞凍。當發(fā)生撞凍時,，過冷水滴外部立即凍成冰殼,，但它的內(nèi)部仍暫時保持著液態(tài)，并且由于外部凍結放的潛熱傳到內(nèi)部,，其內(nèi)部液態(tài)過冷水的溫度比外面的冰殼高,。溫度的差異使得凍結的過冷水滴外部帶上正電，內(nèi)部帶上負電,。當內(nèi)部也發(fā)生凍結時，云滴就膨脹分裂,，外表皮破裂成許多帶正電的冰屑,，隨氣流飛到云層上部，帶負電的凍滴核心部分則附在較重的霰粒上,，使霰粒帶負電并留在云層的中下部,。

②冰晶與霰粒的摩擦碰撞起電

霰粒是由凍結水滴組成的，成白色或乳白色,，結構比較松脆,。由于經(jīng)常有冷水滴與它撞凍并釋放潛熱，它的溫度一般比冰晶高,。在冰晶中含有一定量的自由離子(OH-和H+),，離子數(shù)隨溫度升高而增多。由于霰粒與冰晶接觸部分存在著溫度差,，高溫端的自由離子必然要多于低溫端,，因而離子必然從高溫端向低溫端遷移。離子遷移時,，帶正電的氫離子速度較快,，而帶負電的較重的氫氧根離子則較慢,。因此，在一定時間內(nèi)就出現(xiàn)了冷端氫離子過剩的現(xiàn)象,，造成了高溫端為負,，低溫端為正的電極化。當冰晶與霰粒接觸后,，又分離時,，溫度較高的霰粒就帶上了負電，而溫度較低的冰晶就帶上了正電,。在重力和上升氣流的作用下,，較輕的帶正電的冰晶集中到云的上部，較重的帶負電的霰粒則停留在云層的下部,，因而造成了冷云的上部帶正電而下部帶負電,。

③水滴因含有稀薄鹽分而起電

除了上述冷云的兩種起電機制外，還有人提出了由于大氣中水滴含有稀薄鹽分而產(chǎn)生起電機制,。當云滴凍結時,，冰的晶格中可以容納負的氯離子，卻排斥正的鈉離子,。因此,，水滴凍結的部分帶負電，而未凍結的部分帶正電(水滴凍結時是從里向外進行的),。由于水滴凍結而成的霰粒在下落的過程中,，摔掉表面還未來得及凍結的水分，形成許多帶正電的小云滴,，而凍結的核心部分則帶負電,。由于重力和氣流的分選作用，電正點的小滴被帶到云的上部,，而帶負電的霰粒則停留在云的中,、下部。

3.暖云的電荷積累

在熱帶地區(qū),，有一些云整個云體都位于0℃以上區(qū)域,。因而只含有水滴而沒有固態(tài)水粒子。這種云叫暖云或水云,。暖云也會出現(xiàn)雷電現(xiàn)象,。在中緯度地區(qū)的雷暴云，云體位于0℃等溫線一下的部分,，就是云的暖區(qū),。在云的暖區(qū)里也有起電過程發(fā)生。

在雷雨云的發(fā)展過程中,，上數(shù)機制在不同的發(fā)展階段分別起作用,。但是,，最主要的帶電機制還是由于水滴凍結造成的。大量觀測事實表明,，只有當云頂呈現(xiàn)纖維狀,，絲縷結構時，云才發(fā)展成為雷雨云,。飛機觀測發(fā)現(xiàn),，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒為主的大量云粒子,，而且大量電荷的積累即雷雨云迅猛帶電機制,，必須依靠霰粒生長過程的碰撞、撞凍和摩擦等才能發(fā)生,。

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