知道如何在地球上合成闪电。
闪电(闪电)
闪电
1，自然现象
暴风云通常会产生电荷，负电荷在底部，正电荷在顶部，它们也会在地面产生正电荷，随云移动。正电荷和负电荷相互吸引，但空气不是良导体。正电荷冲向树顶、山头、高楼甚至人体，企图与带负电荷的云相遇。负电荷的树枝状触手向下延伸，离地面越来越近。最后，正负电荷克服空气障碍，连接起来。一股巨大的电流沿着导电气道从地面冲向云层，产生明亮的闪光。闪电的长度可能只有几百公里，但最长的可以达到几公里。
闪电的温度从17000摄氏度到28000摄氏度不等，相当于太阳表面温度的3~5倍。闪电极高的热量使得沿途的空气剧烈膨胀。空气快速流动，从而形成波浪并发出声音。当闪电靠近时，是尖锐的裂纹。如果距离很远，你会听到隆隆声。你可以在看到闪电后启动秒表，听到雷声时按下秒表停止，然后用秒数除以3，就可以大致知道闪电离你有多少公里了。
闪电的类型
一波三折的普通闪电叫枝状闪电。如果枝状闪电的通道被风吹向两侧，则称为条状闪电。如果闪电的两个分支似乎同时到达地面，则称为叉形闪电。
当闪电在云中的阴阳电荷之间闪烁，使整个地区的天空都变得明亮时，这被称为片状闪电。
没有到达地面的闪电，即同一朵云内或两朵云之间的闪电，称为云间闪电。有时这种猖狂的闪电会走上一定距离，落在离风暴多公里的地面上，被称为“晴天霹雳”。
闪电的电作用有时会在又高又尖的物体周围形成一种类似光晕的红光。通常在惊涛骇浪中，可以在船的桅杆周围看到火红的光，所以人们借用水手守护神的名字，把这种闪电称为“圣埃尔莫之火”。
超级闪电
超级闪电是指功率超过普通闪电100倍的罕见闪电。普通闪电产生的电量约为100亿瓦，而超级闪电产生的电量至少为100亿瓦，甚至可能达到万亿到100亿瓦。
纽芬兰的时钟岛在1978年明显遭到了一次超级闪电的袭击，就连13公里外的房屋都被震得嘎嘎作响，蓝色的火焰从整个村庄的门窗中喷涌而出。
袭击的时间
当你阅读这篇文章时，全世界大约有65，438+0，800次闪电交流正在进行中。它们每秒发出约600次闪电，其中65，438+0，000次击中地球。
闪电可以将空气中的一些氮转变成氮化合物，这些氮化合物可以被雨水冲刷到地面上。一年时间，地球上每公顷土地都能从高空获得几公斤这种免费肥料。
乌干达首都坎帕拉和印度尼西亚爪哇岛是最容易遭受雷击的地方。据统计，爪哇一年有300天有闪电。历史上最猛烈的闪电是1975年袭击津巴布韦乌姆塔里附近一间小屋的那次，当时21人死亡。
谁被袭击了？
超过三分之二的雷击受害者是在户外遭到袭击的。三分之二的人活了下来。被闪电打死的人中，85%是男性，年龄大多在10到35岁之间。大多数死者都躲在树下躲避雷电和雨水。
沙利文可能是被闪电击中的冠军。他是一名退休的护林员，曾被闪电击中七次。闪电曾经烧焦了他的眉毛，烧焦了他的头发，烧伤了他的肩膀，扯下了他的鞋子，甚至把他扔出了车外。他简单地说:“闪电总有办法找到我。”
防雷说明
不要站在大树下。
(2)不要让自己成为周围最高的对象。
(3)放下所有金属物品。不要骑自行车。
(4)不要使用电话、水管或需要插电的电器。
(5)远离门、窗、暖炉、火炉、烟囱。
房子里最安全的地方是楼下最大房间的中央。
最后，还有一个安慰:当你看到闪电时，它打不到你。
科学家无法解释黑色闪电的形成。长期以来，人们只想到了蓝白相间的闪电，这是一种空气中大气放电的自然现象，通常伴随着耀眼的光芒！但是，科学家通过长期的观察和研究，证明了黑闪电的存在。
1974年6月23日，前苏联天文学家切尔诺夫曾在扎巴罗日看到一次“黑色闪电”。一开始是强烈的球形闪电，然后，后面飞来一团黑色的东西，看起来像是雾蒙蒙的冷凝物。经过研究和分析表明，黑色闪电是由分子气凝胶聚集体产生的，这些聚集体是热的带电物质，非常容易爆炸或转变成。
根据观测和研究，认为近地面一般不容易出现黑闪电。如果出现，很容易撞到树、桅杆、房子等金属。一般表现为肿块或泥块，乍一看像是脏东西，容易被人忽视。但它携带的能量很大，所以是一种危险性和危害性都很大的雷电家族。尤其是黑闪电，体积小，雷达小。而且对金属物体非常“青睐”；因此被飞行人员称为“空中暗闪电”。如果飞机在飞行过程中触碰到黑色闪电，后果不堪设想。每当黑色闪电靠近地面时，很容易被误认为是鸟或其他什么东西，不容易引起人们的警惕和注意。如果用棍子击打、触摸，会很快爆炸，有压死人的危险。另外，黑闪电类似于球形闪电，一般的避雷针、避雷球、避雷网等防雷设施都无法保护黑闪电。所以经常到达有极其严格防雷措施的储油罐、储气罐、变压器、炸药库附近。此时此刻，一定不能靠近它。应该避免，人身安全最重要。
闪电形成的原因
在雷雨云中，由于水分子的摩擦和分解，气流会产生静电。有两种电。一个是带正电荷粒子的正电，一个是带负电荷粒子的负电。正负电荷会相互吸引，就像磁铁一样。正电荷在云的上端，负电荷吸引云下端地面的正电荷。云和地面之间的空气是绝缘体。它会阻止带有双极电荷的电流通过。当雷雨云中的电荷和地面上的电荷变得足够强时，这两部分电荷会突破空气屏障，接触形成强电流，正电荷和负电荷接触。当这些相反的电荷相遇时，就会发生中和(放电)。强烈的电荷中和会释放出大量的光和热，这些释放出来的光就会形成【闪电】。
大多数闪电都是连两次的。第一次叫铅闪，是一种看不见的空气叫铅，下到近地面的地方。这种带电的空气就像一根电线，为第二股电流建立了一个导向。在导线接近地面的一瞬间，一个回接电流沿着这个导管向上跳跃，这个回接产生的闪光就是我们平时能看到的闪电。
打雷的原因
现在我们知道，电荷中和时会释放出大量的光和热，瞬间释放出大量的热量，将周围的空气加热到30000摄氏度的高温。当一股强大的电流穿过空气时，沿途的空气会突然膨胀，同时会推动周围的空气，使空气产生剧烈的振动。这时候产生的声音就是【打雷】。(别忘了告诉宝宝，闪电是同时发生的，因为光速比音速快得多，所以我们总是先看到闪电。
如果闪电靠近，我们会听到震耳欲聋的雷声。如果闪电落在远处，我们会听到一声听不见的雷声。这是因为声波被大气折射，被地面物体反射。
闪电发生的必要条件
1.空气应该非常潮湿；
2.云必须大；
干旱地区一般不容易发生雷电。
闪电的过程
如果我们在两个电极之间施加一个高电压，让它们慢慢靠近，当两个电极靠近到一定距离时，它们之间就会出现电火花，这就是所谓的“电弧放电”。
雷雨云产生的闪电与上面提到的电弧放电非常相似，只不过闪电稍纵即逝，但电极之间的火花却可以长期存在，因为两个电极之间的高压可以人为维持很长时间，雷雨云中的电荷很难在放电后立即得到补充。当积累的电荷达到一定量时，在云的不同部分之间或云和地面之间形成一个强电场。平均电场强度可达几千伏/厘米，局部地区可高达1000伏/厘米。如此强的电场足以突破云内外的大气层，于是在云与地面之间或云的不同部分之间、不同云之间激发出耀眼的闪光。这就是人们常说的闪电。
肉眼看到闪电的过程非常复杂。当雷雨云移动到某处时，云的中下部是强负电荷中心，与云底相对的下垫面成为正电荷中心，在云底和地面之间形成强电场。当电场越来越强时，首先在云底出现一段大气电离很强的空气柱，称为级联先导。这个电离空气柱一步步延伸到地面。每一步的先导都是直径约5米、长50米、电流约100安培的昏暗光束。它以平均约150000米/秒的高速一步步到达地面，在距离地面约5-50米时，地面突然反击。反击的通道是从地面到云底打开的电离通道。反击。第一次雷击是持续40微秒的灿烂光束，通过它的电流超过65，438+0，000安培。几秒钟后，一束从云中发出的暗淡光束，携带着巨大的电流，沿着第一次雷击的路径飞向地面，这就是所谓的直接通灵飞行员。当它距离地面约5-50米时，地面再次回击，形成灿烂的光束。这是第二次雷击。然后和第二次雷击一样，还有第三次和第四次雷击。通常，一次雷击由3-4次雷击组成。一次雷击大约持续0.25秒。在这短暂的时间内，巨大的电能会在狭窄的闪电通道上释放出来，从而形成强烈的爆炸，产生冲击波，进而形成声波向四周传播。这是打雷还是“打雷”。
闪电的结构
人们详细研究过的是线状闪电，我们就以它为例讲一下闪电的结构。闪电是大气中的脉冲放电现象。一次闪电由多个放电脉冲组成，这些脉冲之间的间隔非常短，只有百分之几秒。一个脉冲接着一个脉冲，随后的脉冲沿着第一个脉冲的通道行进。现在已经研究清楚了。每个放电脉冲由一个“先导”和一个“反击”组成。在第一个放电脉冲爆发之前，有一个准备阶段——“步进先导”放电过程:在强电场的推动下，云中的自由电荷迅速向地面移动。在运动过程中，电子与空气分子碰撞，使空气轻微电离，发出微光。第一个放电脉冲的先导一步步向下传播，就像那时一样，在同一条通道上，出现了一条更长的光舌(长约30米)，一眨眼就消失了；然后一条更长的轻舌出现了...轻舌以“啃”的方式一步一步靠近地面。经过多次放电-消失，轻舌终于落地。因为第一个放电脉冲的先导是从云中逐级扩散到地面的，所以被称为“步先导”。在光舌行进的通道上，空气被强烈电离，电导率大大增加。空气持续电离的过程只发生在。
当第一个飞行员——天梯飞行员到达地面时，大量电荷通过高度电离的空气通道从地面流向云端。这股电流强大到空气通道白炽刺眼，出现一条蜿蜒细长的光束。这个阶段称为“回程”阶段，也称为“主排出”阶段。阶梯先导加上第一次回击构成了第一次脉冲放电的全过程，其持续时间仅为%。
740)this . width = 740 " border = undefined >在第一次脉冲放电过程结束后，第二次脉冲放电过程仅在非常短的时间(4%秒)后发生。第二个脉冲也是从飞行员开始到回程结束。但第一次脉冲放电后，“坚冰已破，航线已开”，所以第二次脉冲的飞行员不再一步一步往下走，而是直接从云端到达地面。这种先导被称为“直接先导”在千分之几秒后，会发生第二次脉冲放电过程，第二次脉冲放电过程结束。然后将发生第三次和第四次脉冲放电。因为每次脉冲放电都会消耗雷雨云中大量积累的电荷，后续的主放电过程会越来越弱，直到雷雨云中的电荷储备耗尽，脉冲放电才能停止，从而结束一次。
闪电的原因
雷雨时的大气电场与晴天时有明显的不同。造成这种差异的原因是雷雨云中的电荷积累，形成雷雨云的极性，产生闪电，引起大气电场的巨大变化。但是雷雨云中的电是怎么来的呢？也就是说，雷雨云中有哪些导致其带电的物理过程？为什么雷雨云中可以积累如此多的电荷，并形成有规律的分布？本节将回答这些问题。我们前面说过，雷雨云形成的宏观过程和雷雨云中的微物理过程都与云的带电密切相关。科学家们对雷雨云的带电机理和电荷的规律性分布做了大量的观察和实验，积累了大量的数据，提出了各种解释，有些说法还存在争议。综上所述，云的起电机制主要包括以下几点:
A.对流云初始阶段的“离子流”假说
大气中总是有大量的正离子和负离子。云中的水滴上，电荷分布是不均匀的:最外层分子带负电，内层带正电，内层和外层的电位差大约高出0.25伏。为了平衡这种电位差，水滴必须“优先”吸收大气中的负离子，这使得水滴逐渐带负电。当对流开始时，较轻的正离子逐渐被上升气流带到云的上部。而带负电的云滴因为较重，留在下部，导致正负电荷分离。
B.冷云中的电荷积累
当对流发展到一定阶段，云达到0℃以上高度时，云中有过冷水滴、霰粒子和冰晶。这种由不同相态的水汽凝结而成的云，温度低于0℃，称为冷冷云云。电荷的形成和积累过程如下:
A.冰晶和霰粒子之间的摩擦碰撞带电
钶粒子由冻结的水滴组成，呈白色或乳白色，结构脆。因为过冷水滴经常与它们碰撞，释放潜热，所以它们的温度一般比冰晶高。冰晶中含有一定量的自由离子(OH-或OH+)，离子的数量随着温度的升高而增加。由于钶粒子与冰晶接触部分的温差，高温端的自由离子肯定比低温端多。因此，离子必须从高温端迁移到低温端。在离子迁移过程中，较轻的带正电荷的氢离子速度较快，而较重的带负电荷的氢氧根离子(OH-)速度较慢。所以在一定时间内出现冷端H+离子过剩的现象，导致高温端负极化，低温端正极化。当冰晶与颗粒接触后分离，高温镝颗粒就会分离。然而，温度较低的冰晶带正电。在重力和上升气流的作用下，较轻的带正电的冰晶集中在云的上部，而较重的带负电的霾粒子停留在云的下部，从而导致冷云上部带正电，下部带负电。
b、过冷水滴与霰粒子碰撞冻结发电。
云层里有很多水滴在温度低于0℃时不会冻结。这种水滴称为过冷水滴。过冷的水滴是不稳定的，只要稍微晃动一下，就会立刻冻成冰粒。过冷水滴与霰粒子碰撞时，会立即冻结，称为碰撞冻结。当发生碰撞冻结时，过冷水滴的外部会立即冻结成冰壳，但其内部暂时保持液态，外部冻结释放的潜热会传递给它们。云内部液态过冷水的温度高于外部冰壳的温度。温差使得冻结的过冷水滴外部带正电，内部带负电。当内部冻结时，云滴膨胀分裂，外表皮破裂成许多带正电的小冰屑，随气流飞到云的上部，带负电的冻结液滴附着在较重的霰粒子上，使霰粒子带负电，停留在云的中下部。
C.水滴是带电的，因为它们含有稀薄的盐。
除了上述冷云的两种起电机制外，还有人提出了大气中水滴中的薄盐引起的起电机制。当云滴冻结时，冰的晶格可以容纳负氯离子(Cl-)，但排斥正钠离子(Na+)。所以水滴冻结的部分带负电，而未冻结的外表面带正电(水滴冻结时是由内向外进行的)。将冻结的水滴落在表面会形成许多带正电荷的水滴，而冻结的核心带负电荷。由于重力和气流的分离，带正电的水滴被带到了云的上部，而带负电的霰粒子则停留在云的中下部。
D.暖云中的电荷积累
冷云带电的主要机制已在上面讨论过了。在热带地区，一些云位于0℃以上，所以它们只含有水滴，没有固体水粒子。这种云被称为暖云或“水云”。闪电也可能出现在暖云中。在中纬度地区的雷雨云中，0℃等温线以下的云部分是云的暖区。带电也发生在云的温暖区域。
在雷暴云的发展过程中，上述机制可能在不同阶段发挥作用。然而，最重要的起电机制是由水滴冻结引起的。大量的观测事实表明，只有当云顶呈现纤维状细丝结构时，云才会发展成雷雨云。飞机观测还表明，雷雨云中存在大量主要由冰、雪晶和霰粒子组成的云粒子，大量电荷的积累是雷雨云的快速带电机制。
奇怪的闪电。
闪电的形状有几种:最常见的线状(或树枝状)闪电和片状闪电。球形闪电是一种非常罕见的闪电形状。如果仔细区分，还可以分为带状闪电、串珠状闪电和火箭状闪电。线状闪电或树枝状闪电是人们经常看到的闪电形状。它有耀眼的光和非常薄的光。整个闪电就像水平或向下悬挂的树枝，它也是
线状闪电与其他放电的区别在于，它的电流强度非常大，平均可达数万安培，少数情况下可达20万安培。如此大的电流强度会摧毁和摇晃树木，有时还会伤害人。当它接触到建筑物时，往往会引起“雷击”和火灾。线状闪电大多是云对地放电。
片状闪电也是一种常见的闪电形状。云表面看起来好像有一道闪光。这种闪电可能是云后看不见的火花放电的背景光，也可能是云中闪电被云滴遮挡而产生的漫射光，也可能是出现在云上部的成簇或闪烁的独立放电现象。当云的强度减弱，降水趋于停止时，经常会出现片状闪电。是弱放电现象，多在云中。
球状闪电虽然是非常罕见的闪电形状，但却是最引人注目的。它像一个火球，有时又像一朵盛开的“绣球”菊花。大概是人头大小，偶尔直径几米甚至几十米。球状闪电有时在空中缓缓游动，有时又完全静止地悬在空中。它时而发出白光，时而发出流星般的粉色光芒。球状闪电“喜欢”钻孔。它可以通过烟囱、窗户和门上的裂缝进入房子，在房子周围转一圈，然后溜走。球状闪电有时会发出嘶嘶声，然后随着一声闷响消失。有时候只是发出微弱的噼啪声，不知不觉就消失了。球状闪电消失后，可能会在空气中留下一些难闻的烟雾，有点像臭氧。球状闪电的生命历史并不长，大约几秒到几分钟。
带状闪电。它由多次连续放电组成。在每次闪电之间，由于风的影响，闪电路径发生移动，使得单个闪电相互靠近，形成一个条带。条带宽度约为10米。如果这种闪电击中一所房子，它可以立即引起大面积的燃烧。
串珠状闪电看起来就像是在云幕上滑动或者穿过云层扔到地上的连接线。它看起来也像一条闪光的珍珠项链。有人认为珠状闪电似乎是线状闪电向球状闪电的过渡形式。串珠状闪电经常跟随线状闪电，几乎没有时间间隔。
火箭闪电比其他种类的闪电慢得多。完全放电需要L-1.5秒。它的活动很容易用肉眼追踪和观察。
人们可以用自己的眼睛观察各种形状的闪电。但是，要仔细观察闪电，最好使用摄影。高速摄像机不仅可以记录闪电的形状，还可以观测闪电的发展过程。一些特殊的相机(比如手机相机)也可以用来研究闪电的结构。