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雷電是一種很常見的天氣現(xiàn)象,但是你知道雷電為什么要放電嗎?雷電放電是如何開始的?圍繞這個問題,【鈞和電子?浪涌保護器】問您詳細分析一下雷電的起始。
一、有關(guān)電暈和火花放電的基本知識
在雷暴云中帶不同極性電荷的水成物粒子,如大小和落速不同的冰晶、雨滴等由于重力和氣流的分離作用形成正負電荷區(qū),正負電荷區(qū)之間將產(chǎn)生局地強電場。
實驗發(fā)現(xiàn),當(dāng)電極間隙內(nèi)或?qū)w電場強度強到一定臨界值時,電流突然增加至幾微安量級,呈現(xiàn)間歇性或脈沖形式的電暈放電,發(fā)出微弱的亮光,這個電場臨界值叫做電暈放電閥值。對于電火花放電目前的解釋是:隨著電場增加到足夠高,電暈過程發(fā)射的光子自身能量足以使空氣分子發(fā)生光電離,并且光電離產(chǎn)生的次級電子又在強電場作用下被加速,進而使更多空氣分子電離,形成一種電子數(shù)量呈指數(shù)增長的現(xiàn)象,這就是所謂的衍生電子雪崩;這種電子雪崩過程能夠支持電暈向新的區(qū)域擴展;一般把這種包括光電離和衍生電子雪崩過程的從電暈始發(fā)點向外擴展的等離子體通道叫做流光。這就是所謂火花放電的流光理論的大意。
高電場中水滴能夠啟動放電,電暈啟動閥值依賴于水滴的大小,雜質(zhì)含量和氣壓。高氣壓條件下,水滴變形和破碎后發(fā)生放電;低氣壓條件下水滴不破碎也可以發(fā)生電暈放電。
二、流光的傳播
早期廣泛的采用單向或單極性流光傳播來解釋觀測的閃電放電過程產(chǎn)生的電場變化,高塔觸發(fā)的上行閃電是這種流光傳播模式的一個很好的實例。近年來學(xué)術(shù)界對雙向或雙極性流光傳播問題給與了更大的關(guān)心,這種流光傳播模式指的是,在雷暴云內(nèi)閃電啟動點的兩側(cè),正負極性流光按照電場方向接近同時向相反方向傳播。它們感應(yīng)的正負極性電荷量相等,即所帶的凈電荷量為零,靜電場提供正負流光發(fā)展所需的能量。
綜上,這就是雷電的起始,能夠幫我們更加清楚的認識雷電。其實,雷電并非神秘莫測,掌握一定規(guī)律之后是可以預(yù)測和防護的。