闪电的形成原因,闪电为什么是弧线,这和什么有关

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闪电的形成原因,闪电为什么是弧线,这和什么有关

一、闪电为什么总是弯弯曲曲的呢

这是因为发生闪电时空气中总是伴随着带电粒子群,因为这些粒子群的形状并不规则,所以连带着在其中跳跃的闪电也跟着变得不规则,最后我们看到的就是弯弯曲曲的闪电现象。闪电是一种非常常见的自然现象,通常发生于雷雨天气。雷雨天气之所以多闪电是因为雷雨云的厚度较寻常云层更厚,厚度达十几千米。再加上雷雨云是由水、冰晶以及空气共同组成的混合物,所以云层上中下的电极各不相同,故而十分容易在云层飘动时产生起电现象。

这种起电现象随着云层的飘动、摩擦逐渐加剧,等达到临界点就会开始放电。这个放电现象就是我们所熟知的闪电。由于雷雨天气时的雨滴在下落的过程中本就伴随着负电荷的电子,然后它们在下落时又会碰到空气中的其它电子,于是这些电子便共同组成了一支“游电子群”,闪电也就跟着有了传导性轨迹。

这种雷雨天气时,空气中本就到处分布着带电粒子群,闪电便会在这些粒子群中穿梭。但是因为这些粒子群都是不规则散布着的,在它们中间穿梭的闪电自然也只能顺应它们的轨迹,所以闪电就会变得弯弯曲曲的。也正是因为如此,闪电并没有一个固定的形状。根据闪电形状的不同,人们也是对闪电做出了分类,大体上分为普通闪电和特殊闪电。

其中普通闪电又分为线形闪电、片状闪电以及球状闪电等等,其中线形闪电是日常生活中最为常见的。除此之外,闪电颜色也存在差异,其中常见的多为蓝色、白色。但是有些时候也会出现黑色闪电、紫色闪电以及红色闪电。这三种闪电连同海底闪电被归纳至特殊闪电类型中。

二、你有观察过闪电的形状吗为什么闪电不能走直线

闪电是一种大气现象,通常发生在强烈的雷暴天气中。它由于云层中正负电荷之间的紊流与结构不稳定性引起的静电放电现象。闪电的形状通常呈现为弯曲的线条或类似分叉的结构,而不能是直的主要有以下几个原因。

1.空气的阻力。空气是一种分子密度比较大的流体,对于高速运动的气体或物体会产生一定的阻力,使得这些运动物体难以维持直线运动。闪电产生时,有一定的电流通过空气时,由于空气的阻力,就会使得闪电的形状发生变化,呈现出了曲线或分叉的形态。

2.电场分布的不均匀性。在雷电形成过程中,空气中电场的分布是不均匀的。在瞬间强烈放电时,空气中的电场强度会发生巨大的变化,这就导致了一种向多个方向分支扩展的现象,使得闪电呈现出曲线或分叉的形态。

3.环境的影响。闪电是在大气中产生的自然现象,在环境影响下,闪电的形状可能会发生变化。例如,如果周围存在强大的电场或是电荷分布不均匀的情况,那么就会影响闪电的形态。

综上所述,闪电不能走直线主要是由于空气的阻力,电场分布的不均匀性以及环境的影响。闪电的曲线或分叉形态都是自然规律的表现,在很多情况下这种曲线或分叉形态是不可避免的。

例如,“长寿之光”——姜秀莲这个故事中就有经典的闪电分叉示例。1986年的一个夏天,南京汛情特别严重,一个人跑到大桥上一个人拼命喊:“求求你们救我!”。班长忙让一个人去找救生圈,另一个人还在大桥上喊着:“你们都快点救我。我爸爸是公安局长!”最后他崩溃了,跳下大桥,救生圈未及投下。此时天空突然划破一道闪电,同时闪电伴有雷声震耳欲聋。人们全都非常吃惊:这道闪电是叉开了的。正常情况下,闪电进入水中,会直接被水流击碎。但那场闪电非常奇怪,分岔后穿过姜秀莲的救生圈,姜秀莲被击中的数秒后被浪推向了下游,最终暴雨也停了,奇迹的救援成功了。

总体而言,闪电是一种自然现象,虽然可能影响到人类的安全、生产生活,但是很多情况下是不可预测和避免的。科学家们需要继续对闪电的形成机制和演化规律进行研究,为人们避免闪电灾害提供更加有效的预警和保护措施。

三、闪电为什么是弧线,这和什么有关

因为雨点的电子带负电,而多余的电子寻找地面的正电荷,与其他电子碰撞后变成游离电子,因而产生传导性的轨迹,空气中散布大量不规则带电粒子群,传导轨迹在带电粒子群中跳跃迂回延伸。所以这也是和气流有关,于是负电荷和正电荷接触,闪电轨迹就呈现蜿蜒曲折状。我们都知道,雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人害怕的自然现象。

闪电通常都把负电荷从雷暴云带到了地面上。在我们看见的闪电的前方有一个带负电荷的闪电先导,它快速向下移动到云层的下面,然后穿过分布着正电荷的许多小区域的空气来到地面。云层下方的这些正电荷小区域,是雷暴云的强电场引起地面尖端放电释放出大量离子形成的。

闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象(一般都是在积雨云中)。通常是暴风云产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动。正电荷和负电荷彼此相吸,但是空气却不是良好的传导体。正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图和带有负电的云层相遇;负电荷枝状的触角则向下伸展,越向下伸越接近地面。

带负电荷的闪电先导在寻找电阻最小的前进通道的过程中会发生分叉,这就是我们看到的闪电枝杈。当某一枝杈的先导接近地面时,其中的负电荷吸引地面尖状物体(比如草和树木)的正离子,在云层和地面之间形成导电通道。此后,从这个先导通道的底部开始,其中的负电荷源源流入地面而消失。

随着电荷向下移动,放电区也就是我们能看到的亮光,则向上移动,这就是我们看见的所谓“回击”。闪电先导的那些没有到达地面的枝杈,其中的电荷会流向主通道,从而使闪电变得更加明亮。

四、研究人员解释闪电为什么会出现分支和闪动

巴西国家空间研究所(INPE)的研究人员与美国、英国和南非的同事合作,首次记录了雷击形成和分支的发光结构。通过分析一台超级慢动作相机拍摄的图像,他们发现了为什么雷击会分叉,有时会形成人眼认为是闪烁的发光结构。这项研究得到了FAPESP的支持。一篇概述其结果的文章发表在《科学报告》上。

该项目的主要研究人员Marcelo Magalhães Fares Saba告诉Agência FAPESP:"我们成功地获得了对这些现象的第一次光学观察,并找到了对分支和闪烁的可能解释。"Saba是INPE大气电学组(ELAT)的一名研究员。

研究人员使用超高速数字摄像机记录了2008年至2019年间圣保罗市(巴西)和南达科他州拉皮德市(美国)夏季雷暴期间的200多次向上闪电。上行闪电从高楼或其他地面结构的顶部开始,向上传播到上覆云层。

他们记录的向上闪电是由带正电的云对地闪电触发的,这种闪电更为常见,正如INPE的同一个研究小组在之前的研究中所描述的那样。

"Saba说:"例如,当风暴的电场被远在60公里以外的云对地放电干扰时,向上的闪电就会在塔顶或摩天大楼的闪电导体上产生。

尽管巴西和美国的研究条件非常相似,但只有在美国记录的三个向上的闪电中观察到了发光的结构。这些都是由向云基传播的正向领导放电形成的。

"记录向上闪电的图像的好处是,它们让我们看到这些正极领导从地面到云底的整个轨迹。一旦进入云层,就无法再看到它们,"Saba说。

研究人员发现,有时会在正向导的顶端形成一个低亮度的放电,其结构类似于画笔。"Saba说:"我们观察到,这种放电,通常被称为电晕刷,可能会改变方向,一分为二,并确定闪电的路径和它的分支方式。

当一个向上的闪电分支成功时,它可能向左或向右前进。当分支失败时,电晕刷可能会产生非常短的片段,与分支的头部一样明亮。视频显示,这些片段在电晕刷分裂后的几毫秒内首次出现,并随着分支的头部向云层底部的向上传播而脉动。

萨巴说:"这些闪烁实际上是反复出现的雷电分支的失败尝试,"他补充说,这些闪烁可能解释了为什么多次闪电放电是频繁的,但需要更多的研究来验证这一理论。

五、雷电为什么会有分支

闪电为什么有枝杈?一次雷电的直径指的是什么?闪电通常都会把负电荷从雷暴云带到地面。在我们看见的闪电的前方有一个带负电荷的闪电先导,它快速向下移动到云层的下面,再穿过分布着正电荷的许多小区域的空气,来到地面。云层下方的这些正电荷小区域,是雷暴云的强电场引起地面尖端放电释放出大量离子形成的。带负电荷的闪电先导在寻找电阻最小的前进通道的过程中会发生分叉,这就是我们看到的闪电枝杈。当某一枝杈的先导接近地面时,其中的负电荷吸引地面尖状物体——比如草和树木——的正离子,在云层和地面之间形成导电通道。此后,从这个先导通道的底部开始,其中的负电荷源源流入地面而消失。随着电荷向下移动,放电区,亦即所看到的亮光,则向上移动,这就是我们看见的所谓“回击”。闪电先导的那些没有到达地面的枝杈,其中的电荷会流向主通道,从而使闪电变得更加明亮。在拍摄得到的闪电照片上,显示的先导通道常常会比实际通道要宽,这是底片曝光过量造成的。分析被雷电击中受毁的物体表明,闪电通道的直径大致在2毫米到100毫米之间。

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