雷电现象概述

　　A.1雷暴云的成因和起电   山西防雷检测

　　雷电是由起电的云产生的,但并非所有的云层都起电。产生雷电的雷暴云,通常具有显著的垂直(纵深)发展特征,同时云中有过冷云滴、冰晶和薇(软雹)粒子存在。雷暴云也能在地面产生大风和灾害天气(冰雹、龙卷风)。

　　雷暴或积雨云是由上升气流产生的,这些上升气流最初都来自太阳对地球表面和大气边界层空气的加热。对流云形成的热力学基础是条件性热力不稳定和对该过程的初始触发。其触发机制主要包括:边界层内的热力抬升、锋面与阵风锋边界之间的拾升、地形动力拾升(如典型山区)以及锋面动力提升。当上升气流进人低压环境,气流将膨胀并冷却,直到温度达到露点形成水汽,然后水汽凝结成云,水汽凝结释放潜热使抬升动力增大。如果该气流的温度降低到冰点温度以下,就会形成冰晶和霰,云就具备了起电的基础,雷电将产生。

　　典型的雷暴单体的直径为10km,云顶高度为12km,生命周期小于30min.其他类型的雷暴比如多单体雷暴带.雷暴簇.超级单体雷暴以及中尺度对流系统(MCS)具有更大的尺度,持续时间可长达数个小时。不同类型的雷暴往往出现在不同的地理区城内.

　　单个雷暴云的电荷分布模型包含三个电荷区,云中部--个集中的负电荷区,其上方是较为分散的一个正电荷区,下方有一小正电荷区。雷电更容易在负电荷区的边缘或靠近边缘部分产生。如果雷电在负电荷区的顶部附近产生,通常会发展为包含主负电荷区和主正电荷区的云闪。如果放电发生于负电.荷区下边缘或附近,它会产生下行负地闪。

　　A.2雷电现象   山西防雷验收

　　尽管地闪对人类活动危害最大。但-个雷暴产生的大多数雷电并不会到达地面,这些雷电一般被称为云闪。

　　当雷暴云中的电荷积累到一定程度后,雷电便发生了。云闪通常出现在第一次地闪前几分钟,但并不总是如此。雷电的极性由传输到地面的电荷的极性确定。雷电的特征也取决于最初先导电荷的方向，云对地闪电向下,地对云闪电则向上。图A.1给出了标准的地闪分类。下行地闪是最常见的,而上行地闪通常由高建筑物引发(即高于100m的建筑物或处于山区的较小的建筑物)。

　　最常见的雷电类型是下行负地闪(通常约占90%),但在-些特殊情况下不是这样，比如冬季雷暴、强雷暴或中尺度对流系统的层状云区城,正地闪占多数。通常，下行负地闪开始于云内的初始击穿过程，紧接着产生下行先导,间歌性.多分支、呈梯级地向地面发展,这一过程就是梯级先导。当负极性梯级先导接近地面时,该先导下方,在电场的作用下将产生-个或更多向上的、连接的先导,这些先导通常来自最近的接地导体尖端。当两个先导连接时,回击开始了。回击过程是强烈的电流脉冲,它将电流传输到地面，并沿电离的先导通道大约以光速三分之一的速度向上传播。回击通道的温度峰值约为30000K,它是最亮的闪电过程。回击过程的持续时间为几百微秒到几十毫秒,取决于连续电流的持续时间。后继回击通常发生在首次回击几十毫秒后,在一次典型的雷电过程中通常有3个~4个先导/回击过程。