闪电是带电云层相遇所产生的一种放电现象,因不同云之间、云与大地之间强烈放电而形成。人们把这种达到对流层顶高度且能产生闪电的积雨云称为雷暴云。
雷暴云之所以带电,主要是因为“非感应起电”。具体来说,就是大气对流的不稳定和能量的剧烈变动使雷暴云内部产生了大量的冰晶、软雹、过冷水等水成物粒子;这些粒子出现增长、碰撞、合并、分离等过程,从而使雷暴云内形成了携带不同电荷的电荷层;当雷暴云中的电荷分离达到一定程度,导致云内的电场积累增强时,就会击穿空气并形成闪电。
闪电可以发生在同一块云的不同部位,也可以发生在云与云之间、云和地之间。发生在云和地之间的闪电被称为云—地闪电。由于云—地闪电与人类的活动和生命安全密切相关,所以对它开展的研究也最多。
一般情况下,我们用肉眼看到的闪电都是奇形怪状、蜿蜒曲折的,这是因为闪电在放电过程中,电流会选择更容易通过的地方流动,但空气中存在不同的导电气态分子,而且空气的温度和湿度也不同,所以在不断选择更容易导电物质的过程中,电流流动就会出现弯曲的现象。不过利用人工引雷技术,人们可以将四散的电流沿直线状引到地面。
去年,我国专家在某试验基地开展了一次“人工引雷”试验活动,引发社会关注。试验中,引火导体冲上云霄,随后被雷电击中,电光沿着导体直线状传输到地面,整个画面非常震撼。
为什么要进行人工引雷试验呢?这是因为自然界闪电的发生充满了瞬时性和随机性,人们既很难对闪电开展直接探测工作,也无法模拟真实的闪电发生过程,这导致人们对自然界闪电的了解难上加难;而人工引雷触发闪电的过程和自然闪电发生的过程十分相似,所以能提供最接近真实的自然雷电模拟源,进而使人们能够更有效的进行科学探索。
(姚 旺)