電光劃破天際,猶如利刃出鞘,“咔嚓”一聲巨響,像沉睡中蘇醒的巨獸發(fā)出的怒號,給人們帶來了恐懼和敬畏,也激發(fā)人們對它的好奇和探索。
閃電發(fā)生在雷暴天氣中,是一種瞬時大電流、高電壓、強電磁輻射、長距離的放電現(xiàn)象,一次閃電的長度大約為5~10千米,最長的可達上百千米。長長的電光伴隨著轟隆的雷聲照亮天空,或從云層中探出,直擊陸地、海洋,留下耀眼的殘影,讓閃電成為人類肉眼所能觀測到的極為壯觀的自然現(xiàn)象。
咕嚕說:
每年地球上大約會出現(xiàn)14億次閃電,相當于可釋放4000億度電。一個中等強度雷暴天氣中閃電釋放的能量,相當于一座小型核電站的輸出能量。
閃電的誕生
閃電是積雨云放電時伴隨的電光。由于積雨云內部包含著大量的冰晶和水滴,這些冰晶和水滴相互摩擦,就會產生正電荷和負電荷。隨著云層內部空氣的不斷對流,正電荷在云層上部聚集,負電荷在云層下部聚集,形成強大的電場,這時空氣分子被電離形成導電通道。正電荷與負電荷在通道中相撞,釋放巨大的能量,能量釋放的這一瞬間產生的光能就是閃電。
別看閃電瞬息萬變、轉瞬即逝,其實每道閃電都蘊含著澎湃的能量。一道閃電大約能夠釋放300度的電量,可以供一戶三口之家正常使用2個月左右,即使是一輛新能源汽車充完這些電量也需要約2個小時,而這些電量的釋放僅需不到0.01秒。如何在如此短的時間內將閃電的能量收集起來一直是技術上的一大難題。
閃電為什么常常伴隨雷聲
在釋放閃電的過程中通常伴隨著轟隆隆的雷響,這是因為在閃電的釋放過程中會產生巨大的能量,從而引起空氣振動。閃電的溫度極高,可達近3萬攝氏度,約是太陽表面溫度的5倍。高溫閃電引起空氣急劇膨脹,附近的氣壓可增至100個標準大氣壓以上,而閃電消失后,空氣在極短的時間內緊急冷卻又引發(fā)空氣急劇收縮,附近的氣壓降低至閃電發(fā)生前的水平??諝庠谇Х种畮酌氲臉O短時間內驟脹驟縮,會產生巨大沖擊波,0.1~0.3秒后沖擊波演變成聲波,這就是我們所聽到的轟隆雷聲。
先聽到雷聲,還是先看到閃電?
光在空氣中的傳播速度約為300000千米/秒,而聲波在空氣中的傳播速度大約為343米/秒,這一速度遠低于光的速度,聲波的傳播需要更多的時間。因此,我們會先看到閃電,后聽到雷聲。