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  • 1 # 米瑪塔爾的幻想雜談

    一般閃電的電流有幾萬安培,不過閃電發生的時間很短,大概是0.01~0.02秒,所以透過的電量是100~500庫倫左右。不是很多,500庫倫的電量給一個普通的電冰箱使用500秒左右。

    還有,閃電的收集在技術上是可行的,但是閃電發生的時間和地點是不可預測的,建造這樣的儲存裝置是很難的,所以還是不可行的。

    閃電是雲與雲之間、雲與地之間或者雲體內各部位之間的強烈放電現象(一般發生在積雨雲中)。

    通常是暴風雲(積雨雲)產生電荷,底層為陰電,頂層為陽電,而且還在地面產生陽電荷,如影隨形地跟著雲移動。正電荷和負電荷彼此相吸,但空氣卻不是良好的傳導體。正電荷奔向樹木、山丘、高大建築物的頂端甚至人體之上,企圖和帶有負電的雲層相遇;負電荷枝狀的觸角則向下伸展,越向下伸越接近地面。最後正負電荷終於克服空氣的阻障而連線上。巨大的電流沿著一條傳導氣道從地面直向雲湧去,產生出一道明亮奪目的閃光。

    一道閃電的長度可能只有數百米(最短的為100米),但最長可達數千米。閃電的溫度,從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等,也就是等於太陽表面溫度的3~5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹。空氣移動迅速,因此形成波浪併發出聲音。

    化學反應編輯

    1.閃電時,可以使大氣空中的氧氣化學合鍵發生改變,生成極少量的臭氧。

    2.可以讓氧氣和氮氣化合生成一氧化氮,這是天然固氮的一種重要形式。

    3.3H2+N2=2NH3

    閃電結構

    被人們研究得比較詳細的是線狀閃電,我們就以它為例來講述閃電的結構。

    閃電是大氣中脈衝式的放電現象。一次閃電由多次放電脈衝組成,這些脈衝之間的間歇時間都很短,只有百分之幾秒。脈衝一個接著一個,後面的脈衝就沿著第一個脈衝的通道行進。現在已經研究清楚,每一個放電脈衝都由一個“先導”和一個‘回擊”構成。第一個放電脈衝在爆發之前,有一個準備階段—“階梯先導”放電過程:在強電場的推動下,雲中的自由電荷很快地向地面移動。在運動過程中,電子與空氣分子發生碰撞,致使空氣輕度電離併發出微光。第一次放電脈衝的先導是逐級向下傳播的,像一條發光的舌頭。

    開頭,這光舌只有十幾米長,經過千分之幾秒甚至更短的時間,光舌便消失;然後就在這同一條通道上,又出現一條較長的光舌(約30米長),轉瞬之間它又消失;接著再出現更長的光舌……光舌採取“蠶食”方式步步向地面逼近。經過多次放電—消失的過程之後,光舌終於到達地面。因為這第一個放電脈衝的先導是一個階梯一個階梯地從雲中向地面傳播的,所以叫做“階梯先導”。在光舌行進的通道上,空氣已被強烈地電離,它的導電能力大為增加。空氣連續電離的過程只發生在一條很狹窄的通道中,所以電流強度很大。

    當第一個先導即階梯先導到達地面後,立即從地面經過已經高度電離了的空氣通道向雲中流去大量的電荷。這股電流是如此之強,以至空氣通道被燒得白熾耀眼,出現一條彎彎曲曲的細長光柱。這個階段叫做“回擊”階段,也叫“主放電”階段。階梯先導加上第一次回擊,就構成了第一次脈衝放電的全過程,其持續時間只有百分之一秒。

    第一個脈衝放電過程結束之後,只隔一段極其短暫的時間(百分之四秒),又發生第二次脈衝放電過程。第二個脈衝也是從先導開始,到回擊結束。但由於經第一個脈衝放電後,“堅冰已經打破,航線已經開通”,所以第二個脈衝的先導就不再逐級向下,而是從雲中直接到達地面。這種先導叫做“直竄先導”。直竄先導到達地面後,約經過千分之幾秒的時間,就發生第二次回擊,而結束第二個脈衝放電過程。緊接著再發生第三個、第四個……直竄先導和回擊,完成多次脈衝放電過程。由於每一次脈衝放電都要大量地消耗雷雨雲中累積的電荷,因而以後的主放電過程就愈來愈弱,直到雷雨雲中的電荷儲備消耗殆盡,脈衝放電方能停止,從而結束一次閃電過程。

    電頻率

    王者氣息

    王者氣息(19張)

    就在你閱讀這篇文章的時候,世界各地大約正有1800個雷電交作在進行中。它們每秒鐘約發出600次閃電,其中有100次襲擊地球。

    閃電可將空氣中的一部分氮變成氮化合物,借雨水衝下地面。一年當中,地球上每一公頃土地都可獲得幾公斤這種從高空來的免費肥料。

    烏干達首都坎帕拉和印尼的爪哇島,是最易受到閃電襲擊的地方。據統計,爪哇島有一年竟有300天發生閃電。而歷史上最猛烈的閃電,則是1975年襲擊辛巴維(威)鄉村烏姆塔裡附近一幢小屋的那一次,當時死了21個人。

    電荷流向

    襲擊地面的雲地閃電為正閃電(擊)和負閃電(擊),雲中正電荷對地的放電稱為正閃電,雲中負電荷對地的放電稱為負閃電。正閃電時電流由雲流向地面,負閃電時電流由地面流向雲。即正閃電是正電荷由雲流向地球,負閃電是負電荷南雲流向地球。在雲地閃電中,絕大多數是負閃電,負閃電其電流峰值以20~50kA居多,而正閃電比負閃電猛烈,其電流幅值往往在100kA以上 。

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