雷電的產(chǎn)生與消耗

摘 要:雨滴是相當(dāng)于垂直作單向切割地球磁場(chǎng)磁感線的運(yùn)動(dòng)，其產(chǎn)生的電屬于直流電。炎熱天，空中的水蒸氣成了雨滴作切割地球磁場(chǎng)磁感線的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的直流電的載體。在雷雨區(qū)，空中的蒸氣團(tuán)成了電壓不等的“水電池”，在風(fēng)力的作用下，“水電池”在空中發(fā)生碰撞而爆炸。電以爆炸的方式瞬間消耗，同時(shí)，出現(xiàn)了閃光與雷鳴的現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞:雷電 爆炸 磁感線 水電池 雷電四要素 直流電

中圖分類號(hào):TM85文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2011)04(b)-0074-01

長(zhǎng)期以來(lái)，關(guān)于雷電的產(chǎn)生有多種說法，如云與云之間摩擦產(chǎn)生電，云與地表之間靜電放電等等，這些假說都缺少實(shí)驗(yàn)依據(jù)和有力的科學(xué)論證。眾所周知，雷電釋放的能量是巨大的。但是，人的眼睛卻無(wú)法看見其強(qiáng)大的電流，故而對(duì)其研究難度大，危險(xiǎn)性高。本人經(jīng)過多年的觀察與研究，通過模擬實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了雷電產(chǎn)生的原因與爆發(fā)的原理。

人們常聽到氣象部門天氣預(yù)報(bào)中的“雷陣雨、雷雨天”等述語(yǔ)，可以說雷電跟雨水有緊密的聯(lián)系，也就是:有雨才有雷。那么，下雨是怎樣產(chǎn)生雷電的呢？

經(jīng)過水電機(jī)的幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是:(1)水(非純水)做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電。(2)自然界的水做切割地球磁場(chǎng)磁感線的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電。(3)水電機(jī)里的水做旋轉(zhuǎn)切割磁感線的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的電屬交流電。

下面，根據(jù)水電機(jī)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，對(duì)雷電的產(chǎn)生作進(jìn)一步的分析。

在十六世紀(jì)未，英國(guó)醫(yī)生威廉?吉爾伯特就發(fā)現(xiàn)地球是一個(gè)巨大的磁體，地球周圍有一個(gè)巨大的磁場(chǎng)。

在炎熱天，地表溫度較高，水分被蒸發(fā)，于空中形成各種云層。由于各種原因，空氣與云層受到嚴(yán)重的污染。純水只有微弱的導(dǎo)電能力，而從積雨云下落的水滴已是含有多種電解質(zhì)的溶液，是良好的電導(dǎo)體。在密集、持續(xù)的大水滴做大面積、高縱深切割地球磁場(chǎng)磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)，空中很快就會(huì)產(chǎn)生巨大的電流。

水滴只作單向切割地球磁場(chǎng)磁感線的運(yùn)動(dòng)，故產(chǎn)生的電屬單向電，按電的性質(zhì)來(lái)分類，單向電屬于直流電，而較純的水(水蒸氣)恰好能儲(chǔ)存直流電。水下落于酷熱的地面，產(chǎn)生大量的水蒸氣。空氣在雨水的清洗下，各種塵灰微粒較少，隨著對(duì)流空氣向空中升騰的水蒸氣受污染的程度較小。由于地表空間空氣的溫度隨著高度的上升而下降，每升高1km空氣溫度下降6℃。水蒸氣在空中受渦流旋風(fēng)和溫度下降的影響下，結(jié)成大小不一的蒸氣團(tuán)和卷狀條紋。各種形態(tài)的蒸氣團(tuán)成了水滴做切割地球磁場(chǎng)磁感線運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電的載體。很快，空中就出現(xiàn)電壓不等的“水電池”，在雨水的壓制下，“水電池”只停留于積雨云的下方，只有少量的“水電池”在渦流旋風(fēng)的攜帶下沖進(jìn)云層。在積雨云下方的“水電池”在空氣對(duì)流和風(fēng)力的作用下，容易發(fā)生碰撞，碰撞的結(jié)果是發(fā)生大爆炸。電以爆炸的方式瞬間消耗，爆炸產(chǎn)生強(qiáng)光和轟鳴聲，尤如地面二條高壓線發(fā)生短路的情況一樣。

由于“水電池”在爆炸過程中產(chǎn)生電離和高溫，空氣中的氧參與反應(yīng)并被消耗，故在爆炸區(qū)域產(chǎn)生大量的氧化氣體和臭氧。爆炸時(shí)閃光的軌跡有片狀、樹根狀和不規(guī)則的縱向或橫向的條紋。這些閃光形狀與空中蒸氣團(tuán)的形態(tài)、風(fēng)向和風(fēng)力有關(guān)。

空中的“水電池”之間為何發(fā)生碰撞就爆炸呢？是否與電位差有關(guān)？這一點(diǎn)有待人們作進(jìn)一步的研究。

也許，人們對(duì)空中“水電池”的存在感到莫明其妙，這也是理解的，因?yàn)榭罩械摹八姵亍痹谠茖雍陀晁母采w下看不到、摸不著。然而，雷達(dá)能探測(cè)出空中“水電池”的方位和分布情況。夏天下雷陣雨或大暴雨時(shí)，在氣象雷達(dá)或軍用雷達(dá)的熒光屏上，可看到一些邊緣不規(guī)則的亮斑或亮條，這些亮斑和亮條就是大小不一的“水電池”在空中的形態(tài)。

空中“水電池”的產(chǎn)生需要具備四個(gè)條件，簡(jiǎn)稱為雷電的“四要素”:(1)地球近空間的磁場(chǎng)要強(qiáng)。(2)電導(dǎo)體要做切割地球磁場(chǎng)磁感線的運(yùn)動(dòng)。(3)地表的溫度要高。(4)雨滴的粒徑要大。

地球磁場(chǎng)變化不大，只是在白天受太陽(yáng)風(fēng)的吹襲，地球磁場(chǎng)被壓制，磁感線的密度增高。在夜間，受另一半球太陽(yáng)風(fēng)的影響，地球磁場(chǎng)磁感線被拉伸。故此，夏天中午時(shí)分下大雨雷電特別兇猛。春、秋和冬季氣溫較低，地表的溫度也低，水分蒸發(fā)較少，難以形成大的積雨云，下雨的粒徑小。無(wú)論在什么季節(jié)，下小雨是無(wú)法產(chǎn)生電閃雷鳴的。小雨滴雖然也作切割地球磁場(chǎng)磁感線的運(yùn)動(dòng)，但是由于粒徑小，產(chǎn)生少量的感應(yīng)電在空中被自然地消耗了。

空中大容量的“水電池”爆炸產(chǎn)生巨大的能量，卻對(duì)地球的人類只產(chǎn)生小的零星的傷害，其原因與雷電的“四要素”有關(guān)。

地面至空中一千米的高度，由于受地球表面地形地物及地球磁場(chǎng)磁感線為環(huán)形等因素影響，磁場(chǎng)較弱。下雨時(shí)，這一高度的水蒸氣溫度尚高而繼續(xù)快速升騰，難以產(chǎn)生大片狀的蒸氣團(tuán)塊，只能產(chǎn)生較小的蒸汽團(tuán)，況且，這一區(qū)域的感應(yīng)電大部分被雨水帶到了地面。1km以上，隨著高度的上升，磁場(chǎng)也隨之增強(qiáng)。

如果大雨始于4km的空中，那么約1～3.5km是大容量“水電池”形成的區(qū)域。在風(fēng)力的作用下，其中二組或多組“水電池”發(fā)生碰撞引發(fā)爆炸，鄰近的“水電池”受到波及而引發(fā)連鎖爆炸反應(yīng)，此時(shí)，空中出現(xiàn)多處片狀或不規(guī)則條紋的閃光，隨之傳出持續(xù)十多秒鐘的轟鳴聲。空中大爆炸的沖擊波和氣浪讓低空的小“水電池”象炸彈的碎片一樣四處散射，其中個(gè)別的小“水電池”直向或斜向射擊地面。人被擊中就會(huì)傷亡，建筑物被擊中因其面平與堅(jiān)硬而被炸毀。萬(wàn)幸的是，低空產(chǎn)生“水電池”的幾率較低，更沒有產(chǎn)生大容量“水電池”的條件。地球表面近空間各種自然現(xiàn)象，只要符合雷電“四要素”其中的三個(gè)，就可能出現(xiàn)雷電的情況。如火山爆發(fā)和龍卷風(fēng)。

火山爆發(fā)時(shí)，高溫高速并含有大量金屬元素的熔巖漿向空中噴射，作垂直切割地球磁場(chǎng)磁感線的運(yùn)動(dòng)，感應(yīng)出較大的電流。而火山灰流經(jīng)山澗、河流，大量的水蒸氣上升空中形成“水電池”，閃電就會(huì)發(fā)生。龍卷風(fēng)作橫向旋轉(zhuǎn)切割地球磁場(chǎng)磁感線的運(yùn)動(dòng)，其中心夾帶著大量從地面卷起的金屬物體，強(qiáng)大的龍卷風(fēng)還伴隨著大暴雨，這些自然災(zāi)害現(xiàn)象已經(jīng)達(dá)到雷電“四要素”的基本條件，故此，出現(xiàn)閃電現(xiàn)象也是正常的。

人們把地上用水作動(dòng)力發(fā)出的電叫水電，其實(shí)，真正的水電在空中，而不是在地上。掌握了空中“水電池”產(chǎn)生的原因與性質(zhì)，人類就可以開發(fā)利用了。

制造一輛多功能的吸電汽車，車上配備吸電裝置、超大容量的蓄電池、空中“水電池”探測(cè)器(小型雷達(dá))和可搖控的導(dǎo)線升降飛行器(氣球)。讓汽車開進(jìn)雷雨區(qū)，把空中一定范圍內(nèi)“水電池”的電吸下來(lái)。這種流動(dòng)的超大容量的蓄電池，可為公路上行駛的電動(dòng)汽車充電，自然災(zāi)害搶險(xiǎn)救災(zāi)的應(yīng)急用電和國(guó)防建設(shè)的流動(dòng)用電等等。

雷電的產(chǎn)生是由空中的水滴作持續(xù)切割地球磁場(chǎng)磁感線的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，并非靜電的放電現(xiàn)象。因?yàn)殪o電不能持續(xù)流動(dòng)，也難以儲(chǔ)存;而空中的“水電”(雷電)既可以流動(dòng)，也可以儲(chǔ)存，因?yàn)樗且环N直流電。

早在一七五二年，美國(guó)科學(xué)家富蘭克林已經(jīng)做過這方面的實(shí)驗(yàn)。