用物理解释为什么遇雷电要与他人拉开距离

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/20 08:01:21
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负地闪放电过程定义为将云内的负电荷输送到地面的放电过程。一次始于云中的负地闪放电过程通常将几十库仑的负极性云电荷带到地面。按照国际惯例,一次完整的闪电过程定义为一次 “闪电(flash或 lightning flash)”,其持续时间为几百毫秒到1秒钟不等。一次闪电包括一次或几次大电流脉冲过程,被称为“闪击(stroke)”,而其中最强的快变化部分叫“回击(return stroke)”。闪击之间的时间间隔一般为几十毫秒,对地闪电在人眼中所呈现的闪烁,便是由几次闪击所造成的。下面将以负地闪过程为例来阐述地闪的发展过程。

大电流首次回击过程由从云到地的一系列间歇性突跳式行进的梯级先导(stepped leader)触发。而梯级先导又由云中的预击穿过程(preliminary breakdown process)激发。尽管对于预击穿过程的位置和确切的形式还有一些分歧,但一般认为预击穿过程发生于云中的负电荷区和云下部的正电荷区之间。预击穿过程是云电荷向地面输送的第一步,其持续时间从几毫秒到几百毫秒不等。光学观测表明,先导的一个梯级一般持续约1μs,其长度为几十米,梯级间的间歇时间为50μs左右。梯级先导过程总体有向下运动的趋势,总持续时间一般为几十毫秒。一个发展充分的梯级先导在几十毫秒内向下输送大于10C以上的负极性云电荷。平均的先导电流是300A。单个梯级有至少1kA的脉冲电流,与之相对应的电场和磁场也是脉冲形的,其脉冲宽度约为1微秒,上升时间小于0.1μs。在梯级先导向地面传输的过程中,可能会发生分叉现象。

下行负先导(downward negative leader)的头部相对于地面的电位超过10+E7V。当先导头部接近地面时,地面的自然尖端或高大建筑物等突出物体上会自行超过空气的击穿电场,并在这些突出物体上诱发一个或几个上行的放电即上行先导(upward leader),由此产生所谓的连接过程(attachment process)。当一个或几个这样的上行先导在地面上方几十米的地方与下行先导相接时,先导头部的电位突然碰到很近于地电位的上行先导,这时首次回击过程便开始了。

地电位波(即回击)沿着已经电离的先导通道连续向上传播,在接近地面时,回击上行的速度大约为光速的三分之一