地球的雷电流循环是什么 雷电流持续时间多久

导读：地球的雷电流循环是什么？地球的雷电流循环，简而言之，是一个涉及大气电场、云层电荷分布以及地面电荷交互的复杂过程，这一过程始于云层内部电荷的分离，由于云层内部水滴和冰晶的摩擦碰撞，导致正电荷集中于云层上部，负电荷则集中于云层下部，当云层下部的负电荷积累到一定程度，与地面或云层之间的电位差达到一定程度时，便形成了强烈的电场，最终产生闪电，即我们通常所说的雷电，下面就一起去看看雷电流持续时间多久吧！

地球的雷电流循环是什么

雷电

雷电流，自然现象，是指直接雷击时，通过被击物体，而泄入大地的电流。雷电是危害人类最严重的气象灾害之一。因为缺乏防备，每年全世界都会有数千人死于雷击，仅仅在中国，每年雷击死亡人数就超过1000人，经济损失达到数十亿元。雷电生成速度极快，会在一瞬间随机寻找目标，进行摧毁性打击。这种强大的力量从发生到结束转瞬即逝，使得它越发神秘。

人类研究雷电历史悠久，但是依然有诸多谜团悬而未决。仅仅通过等待和观测自然闪电已经无法满足对人对雷电迫切的探索之心。科学界就想到了人工引雷的办法，通过这样的野外实验模拟真实的雷电环境，探索更深的雷电物理性能，还能够完善雷电的定位系统，并且近距离测试各种电子设备的防雷性能。

雷电流持续时间多久

雷电流的持续时间通常很短，但具体持续时间取决于多种因素，包括雷电的类型、放电条件以及环境因素。根据不同的研究和观察，雷电流的持续时间可以有以下特点：

在一般情况下，雷电流的持续时间非常短，通常在微秒到毫秒级别。例如，每个从云层到地面的闪电实际上包含了在60毫秒间隔内发生的3到5次独立的雷击，第一次雷击的峰值电流大约为2万安培，后续雷击的峰值电流减半。最后一次雷击之后，可能会有大约150安培的连续电流，持续时间达100毫秒。

特定的观测也记录了更长时间的雷电现象。例如，世界气象组织宣布，迄今为止探测到的单次持续时间最长的闪电为16.73秒，发生在2019年3月4日的阿根廷北部。

这些数据显示，虽然雷电流的基本持续时间很短，但在极端情况下，可以观察到持续时间较长的雷电现象。

雷云的形成

1.对流云初始阶段的“离子流”假说

大气中存在着大量的正离子和负离子，在云中的雨滴上，电荷分布是不均匀的，最外边的分子带负电，里层的带正电，内层比外层的电势差约高0.25V。为了平衡这个电势差，水滴就必须优先吸收大气中的负离子，这就使水滴逐渐带上了负电荷。当对流发展开始时，较轻的正离子逐渐的被上升的气流带到云的上部;而带负电的云滴因为比较重，就留在了下部，造成了正负电荷的分离。

雷电

2.冷云的电荷积累

当对流发展到一定阶段，云体伸入0℃层以上的高度后，云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。这种由不同相态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云，叫冷云。冷云的电荷形成和积累过程有如下几种：

①过冷水滴在霰粒上撞冻起电

在云层中有许多水滴在温度低于0℃时也不会冻结，这种水滴叫过冷水滴。过冷水滴是不稳定的，只要它们被轻轻地震动一下，就马上冻结称冰粒。当过冷水滴与霰粒碰撞时，会立即冻结，这叫撞冻。当发生撞冻时，过冷水滴外部立即冻成冰壳，但它的内部仍暂时保持着液态，并且由于外部冻结放的潜热传到内部，其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳高。温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带上正电，内部带上负电。当内部也发生冻结时，云滴就膨胀分裂，外表皮破裂成许多带正电的冰屑，随气流飞到云层上部，带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上，使霰粒带负电并留在云层的中下部。

②冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电

霰粒是由冻结水滴组成的，成白色或乳白色，结构比较松脆。由于经常有冷水滴与它撞冻并释放潜热，它的温度一般比冰晶高。在冰晶中含有一定量的自由离子(OH-和H+)，离子数随温度升高而增多。由于霰粒与冰晶接触部分存在着温度差，高温端的自由离子必然要多于低温端，因而离子必然从高温端向低温端迁移。离子迁移时，带正电的氢离子速度较快，而带负电的较重的氢氧根离子则较慢。因此，在一定时间内就出现了冷端氢离子过剩的现象，造成了高温端为负，低温端为正的电极化。当冰晶与霰粒接触后，又分离时，温度较高的霰粒就带上了负电，而温度较低的冰晶就带上了正电。在重力和上升气流的作用下，较轻的带正电的冰晶集中到云的上部，较重的带负电的霰粒则停留在云层的下部，因而造成了冷云的上部带正电而下部带负电。

③水滴因含有稀薄盐分而起电

除了上述冷云的两种起电机制外，还有人提出了由于大气中水滴含有稀薄盐分而产生起电机制。当云滴冻结时，冰的晶格中可以容纳负的氯离子，却排斥正的钠离子。因此，水滴冻结的部分带负电，而未冻结的部分带正电(水滴冻结时是从里向外进行的)。由于水滴冻结而成的霰粒在下落的过程中，摔掉表面还未来得及冻结的水分，形成许多带正电的小云滴，而冻结的核心部分则带负电。由于重力和气流的分选作用，电正点的小滴被带到云的上部，而带负电的霰粒则停留在云的中、下部。

3.暖云的电荷积累

在热带地区，有一些云整个云体都位于0℃以上区域。因而只含有水滴而没有固态水粒子。这种云叫暖云或水云。暖云也会出现雷电现象。在中纬度地区的雷暴云，云体位于0℃等温线一下的部分，就是云的暖区。在云的暖区里也有起电过程发生。

在雷雨云的发展过程中，上数机制在不同的发展阶段分别起作用。但是，最主要的带电机制还是由于水滴冻结造成的。大量观测事实表明，只有当云顶呈现纤维状，丝缕结构时，云才发展成为雷雨云。飞机观测发现，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒为主的大量云粒子，而且大量电荷的积累即雷雨云迅猛带电机制，必须依靠霰粒生长过程的碰撞、撞冻和摩擦等才能发生。