“雷雨云,雷雨云是一大团翻腾、波动的水、冰晶和空气。当云团里的冰晶在强烈气流中下翻滚时,水分会在冰晶的表面凝结成一层层冰,形成冰雹。这些被强烈气流反复撕扯、撞击的冰晶和水滴充满了静电。其中重量较轻、带正电的堆积在云层方;较重、带负电的聚集在云层底部。至于地面则受云层底部大量负电的感应带正电。当正负两种电荷的差异极大时,就会以闪电的形式把能量释放出来。
雷雨云的形成需要一定的条件,从局地条件来看,首先,大气的垂直层结构必须是不稳定的,以便诱发对流活动的发生和发展;其次,空气中要有足够的水分,能够满足云的生成。从天气背景来看,应当有促发局地对流发展的天气形势,如冷锋过境、正在填塞中的低压、反气旋后部、小波动以及高空下股冷空气活动等。雷雨云往往由积云发展而来,它是对流云发展的成熟阶段。一个发展完整的对流云,一般都有一个形成、成熟和消散的过程。
不同的地方,不同的发展阶段,对流云的厚度相差十分悬殊。在天朝西北高原地区,由于大气中的水汽不充沛,对流云发展到积雨云阶段也只有3—4公里厚;而中、高纬度的锋面性对流云,在发展初期其厚度即可达到5—6公里;在热带海洋地区,例如美国的佛罗里达,由于水汽充足,对流云发展十分旺盛,其云顶抵达平流层,高度可达20公里以,其水平尺度一般约为30—40公里。在大多数情况下,云体先在垂直方向较快增长,当云顶达到一定的高度并比较稳定之后,才在水平方向较快地增长。
雷雨云成熟的标志是伴有雷电活动和降水,当下沉气流在地面形成阵风时,地面温度开始明显下降。一阵电闪雷鸣,狂风暴雨过后,雷雨云就进入消散阶段。在消散阶段,云中已为有规则的下沉气流所控制。云体逐渐崩溃,云部很快演变成高积云和伪卷云,而云底有时还有一些碎积云或碎层云,它们是由降水在地面蒸发后升凝聚而成的。
在雷雨云的下方,大气的电场与晴天正好反向,也就是说,此时地面带正电荷。它是由雷雨云感应产生的。这说明雷雨云带有负电荷。大量的研究证明,在雷雨云中存在着正、负两种电。正电荷集中在云的部,而负电荷集中在云的中下部。在通常情况下,云下部的负电荷略多于部的正电荷。有时,在云的底部还有一个范围不大的带正电荷区域,它一般处于云的前部,这里升气流有局部的极大值。
雷电放电是由带电荷的雷云引起的。雷云带电原因的解释很多,但还没有获得比较满意的一致认识。一般认为雷云是在有利的大气和大地条件下,由强大的潮湿的热气流不断升进入稀薄的大气层冷凝的结果。强烈的升气流穿过云层,水滴被撞分裂带电。轻微的水沫带负电,被风吹得较高,形成大块得带负电的雷云;大滴水珠带正电,凝聚成雨下降,或悬浮在云中,形成一些局部带正电的区域。实测表明,在5~10km的高度主要是正电荷的云层,在1~5km的高度主要是负电荷的云层,但在云层的底部也有一块不大区域的正电荷聚集。雷云中的电荷分布很不均匀,往往形成多个电荷密集中心。每个电荷中心的电荷约为0.1库仑~10库仑,而一大块雷云同极性的总电荷则可达数百库仑。这样,在带有大量不同极性或不同数量电荷的雷云之间,或雷云和大地之间就形成了强大的电场。随着雷云的发展和运动,一旦空间电场强度超过大气游离放电的临界电场强度(大气中的电场强度约为30kV\/cm,有水滴存在时约为10kV\/cm)时,就会发生云间或对地的火花放电;放出几十乃至几百千安的电流;产生强烈的光和热(放电通道温度高达15000℃至20000℃),使空气急剧膨胀震动,发生霹雳轰鸣。这就是闪电伴随雷鸣叫做雷电的缘故。”
林冉开口解释,告诉李梦雪什么究竟是雷雨云。
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