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闪电的结构

来源:深圳市防雷协会 发布时间:2011-7-4 9:17:39
     被人们研究得比较详细的是线状闪电,我们就以它为例来讲述闪电的结构。闪电是大气中脉冲式的放电现象。一次闪电由多次放电脉冲组成,这些脉冲之间的间歇时间都很短,只有百分之几秒。脉冲一个接着一个,后面的脉冲就沿着第一个脉冲的通道行进。现在已经研究清楚,每一个放电脉冲都由一个“先导”和一个‘回击”构成。第一个放电脉冲在爆发之前,有一个准备阶段—“阶梯先导”放电过程:在强电场的推动下,云中的自由电荷很快地向地面移动。在运动过程中,电子与空气分子发生碰撞,致使空气轻度电离并发出微光。第一次放电脉冲的先导是逐级向下传播的,象一条发光的舌头。开头,这光舌只有十几米长,经过千分之几秒甚至更短的时间,光舌便消失;然后就在这同一条通道上,又出现一条较长的光舌(约30米长),转瞬之间它又消失;接着再出现更长的光舌……光舌采取“蚕食”方式步步向地面逼近。经过多次放电—消失的过程之后,光舌终于到达地面。因为这第一个放电脉冲的先导是一个阶梯一个阶梯地从云中向地面传播的,所以叫做“阶梯先导”。在光舌行进的通道上,空气已被强烈地电离,它的导电能力大为增加。空气连续电离的过程只发生在一条很狭窄的通道中,所以电流强度很大。 
       当第一个先导即阶梯先导到达地面后,立即从地面经过已经高度电离了的空气通道向云中流去大量的电荷。这股电流是如此之强,以至空气通道被烧得白炽耀眼,出现一条弯弯曲曲的细长光柱。这个阶段叫做“回击”阶段,也叫“主放电”阶段。阶梯先导加上第一次回击,就构成了第一次脉冲放电的全过程,其持续时间只有百分之一秒。
        第一个脉冲放电过程结束之后,只隔一段极其短暂的时间(百分之四秒),又发生第二次脉冲放电过程。第二个脉冲也是从先导开始,到回击结束。但由于经第一个脉冲放电后,“坚冰已经打破,航线已经开通”,所以第二个脉冲的先导就不再逐级向下,而是从云中直接到达地面。这种先导叫做“直窜先导”。直窜先导到达地面后,约经过千分之几秒的时间,就发生第二次回击,而结束第二个脉冲放电过程。紧接着再发生第三个、第四个….。直窜先导和回击,完成多次脉冲放电过程。由于每一次脉冲放电都要大量地消耗雷雨云中累积的电荷,因而以后的主放电过程就愈来愈弱,直到雷雨云中的电荷储备消耗殆尽,脉冲放电方能停止,从而结束一次闪电过程。

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