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雷电之谜（第1页）

雷电之谜

仲夏时节，每当天空乌云翻滚、狂风呼啸之际，一场大雨即在眼前。这时，就会有一道道闪光划破云幕，宛如条条金蛇飞蹿，紧接着就会传来一声声震耳欲聋的霹雳，这就是自然界中威力无比的雷电。

雷电是空中云层发生的大气放电现象。据统计，地球上平均每秒钟就有上百次电闪雷鸣发生，可见，这是一种发生频率很高的自然现象。由于云层放电时，将产生剧烈高温、强电流及电磁辐射和冲击波，因而常常造成飞行事故，弓l发地面火灾，破坏通讯设施和输电系统，给人们生活和社会活动带来许多灾害。

在遥远的古代，由于人们对自然界缺乏认识，看到雷电引起的森林火灾和雷击事件，往往十分恐惧，以为这是上天的力量，因而编撰了许多神话传说。在中国古代民间，把雷电视为天神，流传着“雷公”“电母”惩罚恶人的故事。在古希腊神话中，雷电被誉为万神之王宙斯手中震慑群神和人类的武器。只是到了近代，人们才从科学的角度对雷电现象有所认识。1752年7月，美国科学家富兰克林做了一次震惊世界的试验，利用风筝捕捉雷电，成功地把雷电从天空中引导下来，从而揭开了雷电现象电本质的秘密。

现在人们已经弄清楚了，雷电形成于一种叫积雨云的云层中，这种云是炎热季节里暖空气和冷空气发生强烈对流的产物，具有云体高大、云冠高耸之特点。当积雨云云层界面所积累的电荷形成的电位差达到1万伏特时，大气就会发生电离而被击穿，产生放电现象。

由于在十万分之几秒的极短时间里，l万至10万安培的峰值电流在直径仅几厘米的闪电通道内通过，所以闪电通道会迅速增温至几万度，并产生爆炸式膨胀。闪电通道在以30—50个大气压向外膨胀的过程中，形成了冲击波，以5千米／秒的高速度向四周扩散，然后逐渐衰减为声波，这就是我们所听到的隆隆雷声。此时，炽热的高温使闪电通道内的空气完全电离，发出耀眼的光亮，这就是我们看到的闪电。因为光速快于声速，所以发生雷电时，总是先看到闪电，后听到雷声。

但是，时至今日仍使科学家们迷惑不解的是，为什么翻腾不息呈电中性的云朵，会突然间变成高压放电器?是什么力量使云层极化出如此大量的异性电荷呢?

关于雷电的成因，学术界流行着几种假说。一种假说认为，雷电形成于“温差起电效应”。一般说来，积雨云内的气温可从10℃降到-30℃~40℃，因而云体内存在着水汽、水滴、冰晶，以及过冷水滴和雪花、冰晶的混合物——霰。当积雨中的冰晶和霰粒发生碰撞摩擦时，会使霰粒表面局部温度上升，与冰晶形成温度差。在温差起电效应的作用下，冰晶和霰粒分别带上了正电荷和负电荷。随着云中的空气对流，逐渐形成正负电荷的明显分区，于是产生了电位差。当电位差达到一定程度时，就会发生大气放电现象。

这一假说虽然解释了积雨云中正负电荷的产生机制，但是并没有阐明电荷的极化过程，难道说仅仅依靠空气的对流就能使正负电荷发生分离吗?理由显然是不充足的。

还有一种假说认为，降雨也许是驱使正负电荷分开的原因。其观点是，以大雨滴或冰珠形式倾泻而下的雨水携带着负电荷，这样，像小尘粒和冰晶带有正电荷的微粒就会在云层上端积聚起来，结果产生了足以引起闪电的电场。

为了验证这一假说，美国一些科学家利用雷达来测试闪电之后降雨速度的变化情况。按道理说，假如雨滴是逆电场力而降落，速度必然受阻，闪电之后，电场强度减弱，降雨速度就应自然加快。然而，试验的结果是，闪电前后降雨的速度并没有什么变化。这就意味着，降雨不是驱使正负电荷分开的原因。

那么，雷电到底是怎样形成的呢?对此，科学家们依然是众说纷纭，莫衷一是。