雷電是一種（zhǒng）極為宏偉壯觀（guān）的自（zì）然現象，是一門古老而富有（yǒu）神秘色彩的科學。雷電孕育了地球的生命，又促成（chéng）了地球上的文明（míng），功莫大焉！但是，雷電的巨大破壞力，又給人類社會帶來慘重的災難。而人類與（yǔ）自然的鬥（dòu）爭從（cóng）未停息（xī）過，與雷電的鬥（dòu）爭是卓有成效的。隨著社會的發展和科技進步，對雷電防護（hù）技術取得了（le）日新月異的進展（zhǎn）。

雷電是天氣現象之一。在雷雲的形成過（guò）程中，某些雲團（tuán）帶有正電菏，另些雲帶（dài）有（yǒu）負電荷。它們對大地（dì）的靜（jìng）電感應使地麵產生異性電荷。當這（zhè）些雲（yún）團電荷積聚到一（yī）定程（chéng）度時，不同電荷的雲團之間或雲團與大地之間的電（diàn）場強度就可擊穿空氣（一般為25～30kV/㎝）開始遊離放電。我們稱（chēng）這種遊離放電為“先導放電”，雲團對大地的先導放電（diàn）是雲團向地麵（miàn）跳躍（yuè）（梯級）式逐漸發展的，當它到達地（dì）麵時（shí）（高出地麵的微生物、架空輸電線等），便會產生由地麵向雲團的逆主放電。在主放電階段裏，由於異性電荷的劇烈中和，會出現很大（dà）的電流（一般為（wéi）幾十kA至百kA），隨（suí）之發（fā）生強烈放（fàng）電閃光，這（zhè）就是閃電；強大的（de）電流把閃電通道內的空氣急劇加熱到一萬度以上使空氣驟然膨脹而發（fā）出巨大響聲（shēng），這就是雷，這就形（xíng）成了雷電。

雷雨雲中的電是怎樣變為閃電的？

它有多少種類型？

在雷雨（yǔ）雲（yún）的不同部位之間聚集著不同符號的電荷，當它們積累到一定程度時（shí），就在雲的不同部位之間（jiān），不同雲團之間以及雲團與地麵（miàn）之間產生很（hěn）強的電場，它的強度平均可達幾十萬伏/米，甚至可高達幾百萬伏/米。這麽強的電場足以把雲內、外（wài）的大氣層擊穿而產生瞬時強火花放電，這就是（shì）閃（shǎn）電。

在地麵上用肉眼觀看，常（cháng）見到一閃一閃的曲（qǔ）折亮線，偶（ǒu）爾也能見到其它形態（tài）的閃電（diàn）。用特殊（shū）照相技術可以記錄下閃（shǎn）電的形態及其發展（zhǎn）過程。

最常見的（de）是枝狀閃電，簡稱“枝閃”。它很像一株倒掛的樹枝，彎彎曲（qǔ）曲向下伸展。枝閃可（kě）以在雲內、雲與雲之間（jiān）、雲與地之間，甚至在雲與周圍天空之間產生。其中（zhōng）雲地閃大約占整（zhěng）個閃電20﹪，而雲空閃極為罕見，它是雲（yún）內電荷與雲外空氣中極性相（xiàng）反的電荷間（jiān）的放電現象。對於當空無雲的天氣來說，雲與（yǔ）周圍大氣間的閃電可算得上是“晴天霹靂”了。

帶狀閃電，簡稱“帶閃”。它（tā）看上去像一條很寬的（de）閃電帶（dài），它由連續幾次放電形成的，每次放電通道被風吹向一側適（shì）當距（jù）離處，使得單獨放電通道彼此靠近就形（xíng）成帶狀。在眼睛的視覺暫留內，看起來似乎它們是同（tóng）時放電發光（guāng）的。

珠狀閃電，簡稱“珠（zhū）閃”。它像一條在雲幕上（shàng）的閃光珍珠項鏈，常在枝（zhī）閃消失之後，在原枝閃的位（wèi）置上發生，大（dà）概（gài）是枝狀閃電到球狀閃電（diàn）的過渡形式。

強烈的枝閃之後，有時會出現球狀閃電（diàn）。這（zhè）種閃電十分罕見。

片狀閃（shǎn）電，簡稱“片閃”。它看起（qǐ）來好像是雲層上的一大片（piàn）閃光（guāng）。這種閃電可能是（shì）雲層後（hòu）麵看不見的火花放電（diàn）的（de）反射光，或是雲內閃（shǎn）電被（bèi）雲滴遮擋而造成的漫射光，也可能是（shì）出現在雲層上部的放電（diàn）現象。片閃也（yě）是一種（zhǒng）常見的閃電，它常在（zài）雷雨雲強度減弱，降水（shuǐ）臨近結束時出（chū）現（xiàn）。

火箭狀（zhuàng）閃電比其（qí）它各種（zhǒng）閃電放（fàng）電都慢，一般需1～1.5秒（miǎo）鍾才放電完畢（bì）。借（jiè）肉眼可觀察到（dào）它的活動，它的（de）形狀好（hǎo）像是拖（tuō）曳體。

對人類危害最大的是雲對地的（de）閃電，人們對它的（de）性（xìng）質研究得最清楚。我們隻討論在平坦曠野上空的雷雨雲底部帶有負電（diàn）荷的那（nà）種常見的雲地閃電，這種電多數呈枝狀。

我們肉眼所看到一次閃電實際（jì）是由相（xiàng）繼的數次閃擊放電所組成的（de）。每（měi）次擊都沿窨同一通道，彼（bǐ）此間隔為百分之幾秒。

一次閃電含有一個接一的閃擊（或叫脈衝）。而每一次閃擊又都由（yóu）兩個過程（chéng）組成；由雲端（duān）發出的開路（lù）先鋒叫“梯極先導”的放電開始，由地麵向上竄的“回返閃擊”放電（diàn）結束。

閃電初起，在雷雨雲底部的強電場作用下，雲底部的負電荷迅（xùn）速向下運動，沿途不斷與空氣分子碰撞，致使空氣分（fèn）子產生新的電子和正（zhèng）離子。這些電子再與空（kōng）氣分子碰撞產生鏈鎖式的（de）“雪崩反應”，使得向下運動的負（fù）電荷迅（xùn）速增多。激烈的雪崩（bēng）反應（yīng）使空氣分子受到激發，形成（chéng）一條發光的電離通道。

發光通道是一條長火花，它以跳躍方式逐級向下推進。第一個長火（huǒ）花向下跳躍約十幾米左右，火花消失。停息數十微秒後，重新（xīn）沿同一通道跳躍出另一條長火（huǒ）花。再歇息（xī）數十微秒後，它又消失。然後再發出更長的（de）火花，火花平（píng）均長度（dù）約為50米。就這樣，帶負電的火花前端像階梯一樣以每秒100多公裏的平均速度一步一步地向地麵逼近。梯先導所攜（xié）帶的電流（liú）大約是100～200安培。它在行進時有時出現分叉，但（dàn）這些分叉往往未傳到地麵就在空中中斷。閃（shǎn）電（diàn）通道曲曲折折，這與空間導電因素（sù）的布狀況（kuàng）有關（guān）。閃電（diàn）電流總是循電阻最小的途徑的，空間總存在一些導電粒子，它們在空（kōng）間的分布處處不同，隨地而異，所以閃電的路徑也就變化萬千了。

經過（guò）多次的放電、消失、梯（tī）級先導通道的前端到達離地麵很近處（chù）（約10～20米），這時在它下麵的電場已（yǐ）變得非（fēi）常（cháng）強。於是就在地麵上，特別是在高出地麵的物體上感應出大量的（de）正電荷，正電荷相互吸引，這樣，就從地麵衝出一股明亮無比的光柱，與先導的前端會合沿著由梯級（jí）先導所開辟的高度電（diàn）離的通道（dào）向上竄。這股上竄的電流非常強，最大值（zhí）可達1萬安培左右，它以3～10萬公裏/秒（miǎo）的速度，在千分（fèn）之（zhī）幾秒內奔向雲中，這叫做回（huí）返閃擊，或主放（fàng）電。我們在地麵上用肉眼（yǎn）所觀（guān）看到的閃電，其實（shí）就（jiù）這種（zhǒng）極明亮的主閃擊。

從梯級先（xiān）導到主閃擊組成了一次完整的閃擊（jī）地（dì）過程。通常一次閃電由3到4次閃擊組成，有時可（kě）記錄到幾十次閃擊。當第一次閃擊結束約百分之幾秒後，緊接著從雲端又伸出一條較暗淡的光（guāng）柱，沿舊通道直衝下來，中間不（bú）再歇息，所以稱它（tā）為“直竄先導”。它大約在千分之幾秒內，以（yǐ）大約2000公裏/的速度迅（xùn）速衝向地麵，攜帶著約1000安培的電流。當它到地麵的（de）那一瞬間，隻聽“噝”的一聲，沿著該通道又有一個／回閃一（yī）直往上衝出,叫（jiào）第二次回擊。由直竄先導（dǎo）與（yǔ）回擊構成第二次閃擊。因為梯級先導開辟了導電通道，所（suǒ）以直竄先導（dǎo）的速度和攜帶的（de）電流都比梯級先導大。以（yǐ）後的（de）各次閃（shǎn）擊情況基本與第（dì）二次相同。由於每一次閃擊放電都要大量消耗雷雨雲（yún）中的電荷，所以後續的主放電強度越來越弱，直到雷雨雲中電荷（hé）消耗盡（jìn），閃（shǎn）電放（fàng）電才告終止。

一次電總壽命隻有十分之幾秒，而一次閃電平均向地麵（miàn）輸送約25庫（kù）侖的負電（diàn）荷。閃電時，雲（yún）到（dào）大地間的電位差上升到幾千萬伏特，閃電通道中電流平均可達幾萬安培，最大可達20萬安培以上。雲地電壓很難（nán）準（zhǔn）確測出，有（yǒu）用的量是閃電電流，它可以設法測（cè）出來。有了電流（liú）和變化速度（dù），就可能（néng）估算（suàn）避雷設備的設（shè）計參數。

使用磁鋼棒裝置可測量閃電電流（liú），磁（cí）鋼棒是用有強剩磁特性的材料（liào）製作的小棒，裝在閃電電流可（kě）能流過的地（dì）方，如電線（xiàn）杆、避雷針等處。閃電電流使磁鋼棒磁化，由剩磁的大小和極性，就可判斷出閃電（diàn）電（diàn）流的大小和方向。

閃（shǎn）電通道的直徑一般隻有幾厘米到幾十（shí）厘米，強大的閃電電（diàn）流把通道燒成白熾，通過光學測量方法可（kě）測知通道中氣體的溫度約為2萬（wàn）攝氏度。一次閃電釋放的（de）能量就有幾（jǐ）萬個千焦耳，這個能量相當於一隻普通熾電燈連續點燃幾百小所需的能量。

對一般人來說，雷電的閃電沒有雷聲來得可（kě）怕。因為閃電通道的直徑隻有幾（jǐ）厘米，而大部分電流（liú）是從通道的芯流過的，芯的直徑才有幾個毫米。所以（yǐ）一閃電釋放出的能量，大部分消耗於加熱道內的空氣柱，使得那裏的溫度在幾微秒內急（jí）劇升高到幾萬攝氏度。溫度劇增造成通道內的氣壓猛增到（dào）一百個大氣（qì）壓以上。氣柱內空氣急劇膨脹，溫度（dù）很快下（xià）降，壓力降低。空氣（qì）的驟脹縮形成爆（bào）炸波（bō），它開始時大約以5公裏/秒的（de）速度向四麵八方傳（chuán）播，經0.1～0.3秒後能量減弱而變成變通的聲波，這就是緊隨閃（shǎn）電之後的雷聲（shēng）。

我們聽到（dào）的雷擊有時是沉悶（mèn）的隆隆聲，有時是震耳欲聾的霹靂聲，這由聲音（yīn）的（de）強度或響度以及聲音的音調或頻率決定。先說響度，如果我們的視線（xiàn）與（yǔ）曲折（shé）的閃電通道的某一段相垂直，那麽該（gāi）段（duàn）上各點（diǎn）空氣的振動生的聲波差不（bú）多（duō）同時傳到我們的耳膜，於是就（jiù）聽到了（le）高響度的（de）霹（pī）靂聲。如果（guǒ）閃（shǎn）電通道（dào）的一段順著我（wǒ）們的視線，這時通（tōng）道（dào）上各（gè）點發出的聲波又經雲內的多次反射而（ér）先傳到我們的耳（ěr）膜（mó），結果是低強度的隆隆聲（shēng）。通（tōng）道越曲折，就越增強隆隆聲效果。

再考慮音調。雷（léi）鳴的（de）產生類似於一次（cì）爆炸。大家熟（shú）悉，小爆炸聲音調高，而大的空中炸彈的音調低。爆（bào）炸的能量越大，音調（diào）越（yuè）低。一般而言，雷鳴的頻率約為（wéi）50次/秒。雷（léi）鳴音調由兩個因素決定：一定能量的閃電通道（dào），空（kōng）氣密度越低，音調就越低。即高處的閃電通道雷鳴應比近地的（de）雷鳴音調（diào）低；空氣濾掉了較高的音（yīn）調，於是通道越遠的部分，雷鳴音調越低。這樣，我（wǒ）們聽到的就是拖了幾秒鍾的、連續不（bú）斷的、高低頓（dùn）挫的轟隆聲。

有時，當電離地麵隻有幾百米時，幾乎跟著耀眼的閃光之後立刻就聽到了（le）令人心（xīn）驚膽戰的猛擊聲，此聲音似於撕（sī）布聲。它來自通道底部（bù）的爆炸，由於此處（chù）距（jù）地麵很近，爆炸波還來不（bú）及（jí）演變成（chéng）聲波。

雷聲（shēng）聽起來（lái）響亮驚人，但（dàn）它傳播得並不太遠。離我們20公裏以外的閃電，隻（zhī）能隱約聽（tīng）到雷聲。而遠（yuǎn）離（lí）們25公裏以外高處的閃電就（jiù）很少（shǎo）聽到雷（léi）聲，這（zhè）是因為大氣的溫度和大氣（qì）中空氣的移動速度是隨高度變化的。在雷暴周圍的大氣中，聲波一般是彎曲向上的，此時若（ruò）人站在足夠高處，尚能聽到此雷（léi）鳴。

不（bú）少人常擔心響雷偷襲（xí），在一陣強閃之後立即捂住雙耳，這是人們抵禦雷電危害的一種正常行為。其實當你聽到雷聲時，閃（shǎn）電（diàn）已過去了。因為電比雷聲傳播速（sù）度快得多，聽到雷聲（shēng）反而說明你安全無（wú）恙。當然（rán）這是指（zhǐ）一次閃電（diàn）麵說的。

一聲響過後，很容易估算閃電離我（wǒ）們有我遠。當看見閃（shǎn）電時，立即記下時（shí）間，等聽到雷聲時，再（zài）記錄時間，兩次時間差乘以聲速就是閃電到觀察者的距離。這個道理很簡單，因為閃電發出的光以30萬公裏/秒的速度傳（chuán）播，而雷聲以聲速340米/秒傳播。由（yóu）於（yú）閃電電距地麵一般隻幾公裏到幾十公裏，所以幾乎在閃電爆發的同時，人們可看到它。例如，見閃電後10秒鍾才聽到雷聲，閃電（diàn）大約是從離你3.4公裏遠（yuǎn）的雲內發（fā）出的。

雖說雷暴是閃電的主要起（qǐ）源，但不是唯一的。閃（shǎn）電也可能發生在雪暴、沙暴以及冰雹中（zhōng）。在火山噴出物上升時，在核爆炸產生的火球處，甚至在晴朗的藍天，也都可能發生閃電。隻（zhī）要大氣中存在著強電場足以擊穿空氣，就提供了產生閃電的條件（jiàn）。