雷电的产生与闪电的分类

一、雷电的产生与闪电的分类

雷电是一种大气中瞬时大电流、高电压、长距离的放电现象，产生于积雨中。雷暴云（积雨云）在形成过程中，某些云团带正电荷，某些云团带负电荷，单一云团各部位电荷极性也是不相同的（理想的三极性雷暴电荷结构见图5.1）。它们对大地的静电感应，使雷雨云下方的地面或建（构）筑物表面产生异性电荷，当电荷积聚到一定程度时，不同电荷云团之间，或云与大地之间的电场强度可以击穿空气（一般为25～30kV/cm），开始游离放电，我们称之为“先导放电”。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的，当到达地面时（地面上的建筑物，架空输电线等），便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里，由于异性电荷的剧烈中和，会出现很大的雷电流（一般为几十kA至几百kA），并随之发生强烈的闪电和巨响（即雷声），这就形成雷电。其中云层对大地间迅猛地放电，对建筑物、人和建筑物内电子设备（如电力、电子、通信、网络等设备）产生极大危害，是气象灾害研究的重要课题之一。

图5.1　理想的三极性雷暴电荷结构示意图
注：主正电荷区（－40℃以上）；负电荷区（－20℃上下）；云底附近的次电荷区（0℃附近）

常见的闪电主要有云闪和地闪两种形式。云闪是发生在雷暴云内的闪电，通常情况下，约占总闪电数的一半以上。地闪是发生在云和地面之间的放电。一次地闪包括一次或几次大电流脉冲过程，叫“回击（returnstroke）”。闪击之间的时间间隔一般为几十毫秒。

地闪中，雷雨云上的正电荷向大地放电，即正电荷由云到地称为正闪电，负电荷向大地放电，即负电荷由云到地称为负闪电。在云－地闪电中，向下负地闪最为常见，占90％以上；而向下正地闪的概率低于10％，且一般容易发生在冬季的高原和山区。