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[冷知識分享] 你對閃電的認識有多少呢?

閃電在發出閃光的瞬間,它的電力竟然比世界上最大,美國核子水力發電廠還要大上一百倍左右。如果利用這個電力來起重的話,足夠把六七萬公斤重的貨物,舉起一兩公尺這麼高。tvb now,tvbnow,bttvb& w7 d! ^/ V0 C4 Y4 E6 e
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閃電的起因:
5 Y& v8 r$ y5 I: v1 d  N4 f& U; @TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
# L2 E9 z' j2 Z# A0 v% eTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。1. 雷暴形成tvb now,tvbnow,bttvb/ z) f# Z" \3 p) }3 s
在溫暖而潮濕的夏季日子裡,地表白天受熱,而地面吸收了熱量後又不停把熱量再輻射出去。正午後太陽輻射能開始減弱,而地面吸收的熱量卻達到了最大值。當地面輻射更多熱量時,氣塊就更易上升,若氣塊的溫度在它上升中仍能較上面的環境空氣溫度高,及不穩定就會出現。如果地表加熱空氣的條件維持,氣塊不斷上升形成上升氣流,此時若氣塊含有水氣的話,雷暴的積雲階段就開始了。
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/ o6 u( F' k6 Atvb now,tvbnow,bttvb上升的氣塊構成了雷暴的基點—雷暴細胞。當氣塊繼續向上移動,氣柱引起了近地面氣壓的不平衡,這種不平衡把更多空氣吸收到系統中來加強雷暴細胞。5.39.217.77- C+ Q6 Z7 h7 c2 \1 X$ o' t
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2. 雲內閃電(in-cloud lightning)
$ U% W+ m& E4 v3 ?- ~; V, M5.39.217.77在0℃層以上,即空氣溫度下降到冰點的高度以上,雲內的液態水變成冰晶和過冷卻水滴(達0℃卻來不及凝結就落下的水滴)。由於空氣的密度不同,造成了空氣對流,在這些水滴或冰晶摩擦碰撞的過程中產生電荷。tvb now,tvbnow,bttvb9 {3 Y6 e3 C& P" {  s* s
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如雲內出現兩個足夠強的相反電位,帶正電的區域就會向帶負電的區域放電,結果就產生了雲內閃電(in-cloud lightning)或雲間閃電(cloud-to-cloud lightnung)。風暴細胞內8成的放電過程屬於這種類型。0 ]+ B; [5 L$ A- [1 ^8 t: h4 r) l, o
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3. 雲對地閃電(cloud-to-ground lightning)5.39.217.77/ X( f2 B" [/ D) V2 J8 v; H; h" i; y
這是最廣為研究的類型,主要是因為它們對人們的生命財產有極大的威脅性。5.39.217.77: V, z' A1 l  \# \6 c' E0 b1 L

# l6 `6 n  z2 q8 K9 R3 C# r5.39.217.77在一次正常的閃電前,雲裡的電荷分布是這樣的:在底部是較少的正電荷,在中下是較多的負電荷,在上部是較多的正電荷。閃電由底部和中下部的放電開始。電子從上往下移動,這一放電由上向下呈階梯狀進行,每級階梯的長度約為50米。
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4 E# z4 ^: D3 r2 h) y5 GTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。兩級階梯間約有50微秒的時間間隔。每下一級,就把雲裡的負電荷往下移動一級,這稱為階梯先導(stepped leader),平均速率為1.5×105公尺/秒,約為光速的兩千分之一,半徑約在1到10公尺,將傳遞約五庫侖的電量至地面。
. o" h* F1 C1 P" m" ^TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。tvb now,tvbnow,bttvb* x  d; Z5 f/ K* S  }
當階梯先導很接近地面時,就像接通了一根導線,強大的電流以極快的速度由地面沿著階梯先導流至雲層,這一個過程稱為回擊,約需70微秒的時間,約為光速的三分之一至十分之一。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。+ s0 l( K7 V: l" c: d& V$ h
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典型的回擊電流強度約為一至兩萬安培。如果雲層帶有足夠的電量,又會開始第二次的階梯先導。一個階梯先導加上一個回擊稱為”一擊”(a stroke),三到四個”一擊”組合成一個閃光(flash),而一個閃電又是由多個閃光所組成。
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雷擊又分為負雷擊(negative stroke)及正雷擊(positivestroke),也就是由雲層往地面傳下來的是正電荷。正雷擊的發生機率比負雷擊小,但攜帶的電量會比負雷擊大,曾測量到的最大值為300庫侖。正雷擊通常只有一擊,有第二擊的正雷擊相當少見(因為雲層內靠近地面的正電荷較少)。% q/ K* Z, E# a( |2 V
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4. 地對雲閃電公仔箱論壇% x& \, v/ @1 Q+ y& n* C
除了有雲層到地面的閃電之外,也有由地面到雲層的閃電。由地面到雲層的閃電,它們的階梯先導由地面延伸至雲端,可攜帶正電荷或負電荷,兩種電性的先導都曾被觀測到。然而這樣的閃電並不常見,它們通常都是由高的建築物頂端往雲層放電,而且特別的是,它們通常沒有回擊,並且只有一擊。除此之外,地面對雲層的閃電偶爾會與向下進行的正閃電連結。
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*為什麼有時候我們看到的閃電只是一閃而過,而聽到的雷聲卻是隆隆不絕,響好久才停呢?
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這是因為天空裡的閃電,一般都是很長的,有的線行閃電長達二至三公里,甚至十公里。由於閃電的各部分跟我們的距離不同,所以雷聲傳到我們耳邊的時間就有先有後了。另外一方面,一次閃電往往包含數個回擊,那麼當第一次回擊時的雷聲還沒有斷絕,又傳來了第二次第三次的雷聲,先後的雷聲混在一起,就成了隆隆不斷的雷聲。
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還有,當雷聲遇到地面,建築物,高山或天空的雲層時,都會發生反射,產生回聲。這些回聲傳到我們耳朵裡的時間也是不一致的,因此就形成了隆隆的雷聲。tvb now,tvbnow,bttvb, Z3 F, S; k; ~: C: D$ i

6 U4 w9 l- ~: \+ j5 H8 u* 一次閃電的光能持續多久?
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1 C/ U2 Z- G, U6 K5 l在大雷雨的晚上,街道上一片漆黑,幾乎看不清一切事物。但是在閃電的一剎那,我們卻能夠在這極短促的時間裡,看到街道上奇怪的景緻:街道上原來正在活動著的東西,一下子都變成凝結了似的,行人士一隻腳踏著地,一隻腳臨空舉在那裡不動,行駛的車輛也像停在那裡一樣……
3 w. D' Z/ _5 Ytvb now,tvbnow,bttvb產生這種現象的原因,是因為閃電的持續時間非常短促,在這短暫的時間裡,物體位置的移動使人眼睛很難觀察出來,所以熙熙攘攘的街道,在閃電的光之下,似乎變得完全不動了。tvb now,tvbnow,bttvb1 k  G6 u6 B/ g0 |3 @+ R6 S$ O

5 T. w2 f; H; E9 p8 `公仔箱論壇*那麼閃電的光能持續多久呢?! o: L! V4 p6 Y! ~* p' R. V' ?
答:
5 V0 @+ R$ V& B它的一閃的時間很難用普通方法測量出來,因為每一次閃光所持續的時間,常常比萬分之一秒還要短,最長的也不會超過千分之一秒(1微秒),這速度是非常驚人的。
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; l/ Z8 T' s6 t- F% Jtvb now,tvbnow,bttvb我們一般拍照時,照相機快門的速度是五十分之一秒,百分之一秒或一百五十分之一秒,拍正在運動的動作是一百五十分之一秒,二百五十分之一秒或五百分之一秒的快門,就是拍攝高速飛行的噴射機,用千分之一秒的快鏡也就可以了。所以,再這極短的時間裡,即使是迅速奔馳著的汽車,它的車輪上的每一個花紋也只移動幾萬分之一公分,這樣的運動,在人眼裡當然跟靜止的沒有分別了。5.39.217.77* h5 G# N, _! u# ]7 F
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*為什麼雷容易打中孤立高聳的物體?
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/ r* n1 E6 w. e5 }5.39.217.77由於雷雨雲的雲底有帶電,能使地面發生感應,並使地面產生與雲底的電性不同的電荷。這稱為「感應電荷」。
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這種感應電荷在小範圍的地面上是同一性質的,例如都是正電,或者都是負電。同一種性質的電荷是互相排斥的。排斥的結果,就使得電荷在地面上重新分布,這種排斥力沿地面方向的分力,在彎曲得較厲害的地方要比平坦一些的地面來得小,所以,電荷就必定會移到地面彎曲得厲害的地方去。這樣一來,在彎曲得厲害的地面上,感應電荷就要多一些,密一些了。
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" m5 `7 F+ z$ }5 X% Q$ d高聳的物體,他本身也會成為地面的組成部分,由於他高聳在平地上,所以他就成為地面上最彎曲的一部分,因此當地面受到雷雨雲的感應而產生感應電荷時,在高聳的物體上,就會集中了較多的電荷。公仔箱論壇; H+ g) q4 H; {% n6 b) w# K; t: V" _
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由於高聳的物體所帶的感應電荷比地面多,對閃電的吸引能力大,所以能很容易的將閃電拉過來。5.39.217.77" u* `$ P5 Y& h
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所以在大雷雨時,我們千萬不要躲在高聳的物體,如旗杆,高樹,塔尖,煙囪,電線桿下面躲避。因為那裡是閃電的通道。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。. m( i4 x9 o& g6 Y" ]- V$ w

* ?$ y6 `5 G4 D+ c* w" H9 ]: ~, ]由於高聳物體容易遭到雷擊,所以在高大的建築物上一般都安裝避雷針,使建築物免遭雷擊。避雷針是一個頂部高出建築物,下部與地面相接的金屬桿,它能夠吸引附近的閃電到自己身上來,將自己作為閃電的通道,使閃電通過自身而排到地面上去。這樣,原先要擊中建築物的閃電,中途拐了彎,通過避雷針,就不會損壞建築物了。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。5 z$ Q% }$ A4 S* e; q" Q
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* 為什麼總是先看到閃電,後聽到雷聲?
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, c. e, a- ^" p5 r, X; c) I, v7 }, JTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。這是因為光的傳播速度要比聲音的傳播速度快得多。光在空氣裡差不多每秒鐘能走三十萬公里,用這樣的速度,一秒鐘可以為繞地球的赤道跑七圈半。聲音在空氣中每秒約走三百五十公尺,差不多只有光速的九十萬分之一。光從閃電發生處傳到地面的時間,一般不過幾十萬分之一秒,可是聲音跑同樣的距離就需要較長時間。根據這個原理,我們可以利用從看見閃電到聽見雷聲相隔的時間,算出閃電距離我們大概多遠。
- X$ M& H0 G% e! u0 ATVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。+ J3 Y! P. S7 G, k# x3 {0 m

$ T2 ]7 h0 {0 @3 o5 p/ V2 |2 r" m* 閃電為什麼能劈開樹木?
9 H* o. C. i  \) F! M* F; {tvb now,tvbnow,bttvb答:
  d$ w# K- B8 O3 n! P閃電內部的溫度可高達3×104℃。閃電劈中樹木時,因樹木中含有水分,強電流立即把水分化為高溫高壓的蒸氣,蒸氣的強大爆發力就能把樹木劈開。- Z6 ?& h, L* h2 U

- ~9 v5 c, r, j4 ]2 u5.39.217.77* 雷雨後為什麼空氣格外新鮮?TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。7 b  K+ ^" t+ N4 `: M$ a: M3 I
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夏天的傍晚,有時烏雲,大雨,閃電,雷鳴往往相互交錯,一起降臨。雨後,我們會感到空氣格外新鮮,這是什麼原因呢?原來在閃電時,發生了一場化學變化,空氣中的氧氣有些變成了臭氧。其次是經過了一場傾盆大雨,把空氣中大部分的灰塵給沖掉了。
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# I0 ?3 M4 B% s. L5 B5.39.217.77雷聲是雲中,或雲對地,或地對雲之間正負電荷間的放電作用時所產生的聲音。放電時的電位差,往往達到每公尺幾千到幾萬伏特,所以常常產生巨大的電火花,把空氣中的氧氣激發成臭氧。濃的臭氧是淡藍色的,味道很臭,具有很強的氧化能力,還能夠漂白與殺菌。稀薄的臭氧可一點也不臭,反而會給人清新的感覺。雷雨後,空氣中就瀰漫著少量的臭氧,能夠淨化空氣,使空氣清新。
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/ z% U* g3 S* |$ z+ P) i* 閃電可以為人們服務嗎?TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。; K, N5 H! S; }9 i! O7 S% w
答:
/ k/ N& F  `- N: r* m  gTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。閃電在發出閃光的瞬間,它的電力竟然比世界上最大,美國核子水力發電廠還要大上一百倍左右。如果利用這個電力來起重的話,足夠把六七萬公斤重的貨物,舉起一兩公尺這麼高。6 E$ M; h) C( b3 C; V

' @: k. N" t% b6 T$ P( g2 d5.39.217.77不但這樣,閃電還是一個不用人工的天然氮肥製造廠。根據計算,每打一次雷,大約總有一噸到兩噸的氮化合物會隨著雨滴落到地面。這當然會有效的增加土壤的肥沃度。這樣的量,幾乎相等於一個小型化工廠一天的產量。
+ t6 [6 Q" d2 r) Y+ \TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
- W$ s, ]7 e# X6 ]0 M" c; _  W2 itvb now,tvbnow,bttvb除了這些以外,閃電還會使天空中有「臭氧」出現。這種氣體具有大量吸收紫外線的功能,使人們不致因為陽光中過量的紫外線的照射而影響健康。
) R" g5 Q: Y" n8 H* 地震時的閃電tvb now,tvbnow,bttvb' H+ i$ g# S9 H1 @2 Z
答:5.39.217.778 l1 V) E/ j& q) \0 b
地震能引起閃電嗎?有人認為晴空閃電是地震的先兆。這兩種自然現象有什麼聯繫?  g, R2 y8 M3 r7 K
地震時會產生閃電的原因還不清楚。最近有人認為,這一現象與壓電場有關,這一壓電場是地震波通過地表時所產生的(在壓力作用下,有些材料會產生一個電場)。也許這些電場足夠大,引起大氣對地表放電。然而這種解釋還缺少細節的說明和證明。
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