雷電（diàn）是（shì）一種極為宏偉壯觀的自然現象，是一門古老而富有神秘色（sè）彩的科（kē）學。雷電孕育了地球的生命，又促成了地球上的文明，功莫大焉！但是（shì），雷電的（de）巨大破（pò）壞力，又給人類社會帶（dài）來慘重（chóng）的災難。而人類與自然的鬥爭從未停息過（guò），與雷電的鬥爭是卓（zhuó）有成效的。隨著社會的發展和科（kē）技進步，對雷電防護（hù）技術取得了日新月（yuè）異的進展。

雷電是天氣現象之一。在（zài）雷雲的（de）形成過程中，某些雲團帶有正電菏，另些雲帶有負電（diàn）荷。它們對大地的靜電感應使地麵（miàn）產生異性（xìng）電荷。當這些雲團電（diàn）荷積聚到一定程度時，不（bú）同電荷的雲團之間或雲團與大地之間的（de）電場強度就可擊穿空（kōng）氣（qì）（一般為25～30kV/㎝）開始遊離放（fàng）電。我們稱（chēng）這種遊離放電為“先導放電（diàn）”，雲團對大地的先導放電是雲團向地麵跳躍（梯級）式逐漸發展的，當它到達地麵時（高出地麵的微生物、架空輸電線等），便會產生由地麵向雲團的逆主放電（diàn）。在主放電階（jiē）段裏，由於（yú）異性電荷的劇烈中和，會出現很大的電流（一般為幾十kA至百kA），隨之發生強烈放電閃光，這就是閃電；強大（dà）的電流把閃電通道內的空氣急劇加熱到（dào）一萬度以上使空氣驟然膨脹（zhàng）而發出巨大響聲，這就是雷，這（zhè）就形成了雷電。

雷雨雲（yún）中的電是怎樣變（biàn）為閃電的？

它有多少種類型？

在雷雨雲的不同部位之間聚集著不同符號的電荷，當它們積累到一定程（chéng）度時，就在雲的不同部（bù）位（wèi）之間，不同雲團之間以及雲（yún）團與地麵之間（jiān）產生很強的電（diàn）場（chǎng），它的強度平均可達幾十萬伏/米，甚至可高達幾百萬伏/米。這麽（me）強的電場（chǎng）足以把雲內、外的大氣層擊（jī）穿而產生瞬（shùn）時強火花放電，這就是閃電。

在地麵上用肉眼觀（guān）看，常見到一閃一閃的（de）曲折亮線，偶爾也（yě）能見到（dào）其它形態的閃電。用特殊照（zhào）相技術可以記錄下閃電的形態及其（qí）發展過程。

最（zuì）常見的是（shì）枝狀閃電，簡稱“枝閃”。它很像一株（zhū）倒掛的樹枝，彎彎曲曲向下伸展。枝閃可以在雲內、雲（yún）與雲之間、雲（yún）與地之間，甚至在雲與周圍天（tiān）空之（zhī）間產生。其（qí）中雲地閃大（dà）約占整個（gè）閃（shǎn）電20﹪，而雲空閃極為罕見，它是雲內電（diàn）荷與（yǔ）雲外空（kōng）氣中極（jí）性相反的電荷間的放（fàng）電現象。對於當空無雲的天氣來說（shuō），雲與（yǔ）周圍大（dà）氣間的閃電可算得上是（shì）“晴天霹靂”了。

帶狀閃電，簡稱“帶閃”。它看上去像一條很寬（kuān）的閃（shǎn）電帶（dài），它由連續幾（jǐ）次放電形成的，每次放電通道被風吹向一側適當距離處，使得（dé）單獨放（fàng）電通道彼此（cǐ）靠近就形成帶（dài）狀。在眼睛的視覺暫留內（nèi），看起來似乎它們是同時（shí）放電發光的。

珠狀閃電，簡稱“珠閃”。它像一條在（zài）雲（yún）幕上的閃光珍珠項鏈，常在枝閃消失之後，在原枝閃的位置上發生（shēng），大（dà）概是枝狀閃電到球狀閃電的過渡形式。

強烈的枝閃之後（hòu），有時會（huì）出現球狀閃電。這種閃電十（shí）分罕見（jiàn）。

片狀閃電，簡稱“片閃”。它（tā）看起來（lái）好像是雲層上的一大片閃光。這種閃電可能是雲層後麵看不見（jiàn）的火花（huā）放電的反射光，或是雲內閃電被（bèi）雲滴遮擋而造成的漫射光，也可（kě）能是（shì）出現在雲層上部的放電現象。片閃也是一種（zhǒng）常見的閃電，它常在雷雨雲強度減弱，降水臨近結束時出現。

火箭狀閃電比（bǐ）其它各種閃電（diàn）放電都慢，一般需1～1.5秒鍾才（cái）放電完畢（bì）。借肉（ròu）眼可觀察到它的活動，它的形狀（zhuàng）好像是拖曳體。

對（duì）人類危害最大的是雲（yún）對地的（de）閃電，人們對它的性質研究得最（zuì）清楚。我們隻討論在（zài）平坦曠野上空的雷（léi）雨雲（yún）底部帶有負電荷的那種常見的雲地閃電，這種電多數呈枝狀。

我們肉眼所看到一次閃電實際是由相繼的數次閃（shǎn）擊（jī）放電所組成的。每次（cì）擊都沿窨同一通道，彼此間隔為百（bǎi）分（fèn）之幾秒。

一次閃電含有一個接一的閃擊（或叫脈衝）。而（ér）每一次（cì）閃擊又都由兩個過程組成；由雲（yún）端發出的開路先鋒叫“梯極先導”的（de）放電（diàn）開始，由地麵向上竄的“回返（fǎn）閃（shǎn）擊”放電結束。

閃電初起，在雷雨（yǔ）雲底部的強電場（chǎng）作用下，雲（yún）底部的（de）負電荷迅速向下運動，沿途不（bú）斷與空氣分子碰撞，致使空氣分子產生新的電子和正離子（zǐ）。這些電子（zǐ）再（zài）與（yǔ）空氣分子碰撞產生鏈鎖（suǒ）式（shì）的“雪崩反應”，使得向下運動的負（fù）電荷迅速（sù）增多。激烈的雪崩反應使空氣分子受到激發，形成一條發光的電（diàn）離通道。

發光通道是一條長火花，它以（yǐ）跳躍方式逐（zhú）級向下推（tuī）進。第一（yī）個長火花向（xiàng）下跳躍（yuè）約十幾米左右，火花消（xiāo）失。停息數十（shí）微秒後，重新沿同一通道跳躍出另一條長（zhǎng）火花。再歇息數十微秒後，它又消失。然後再發出更長的火花（huā），火花平均長度約為50米（mǐ）。就這樣，帶負電的火花前端像階梯一樣以每秒（miǎo）100多公裏的（de）平均速度（dù）一步一步地向地麵逼近。梯先導所（suǒ）攜帶的電流大約是100～200安培。它在行進（jìn）時有時出現分叉，但（dàn）這些分叉往往未傳到（dào）地麵就在空中中斷（duàn）。閃電通道曲曲折（shé）折，這與空間導電因素的布狀況有關。閃電電流總（zǒng）是循電（diàn）阻最小的途徑的，空間總存在一些導電粒子，它們在空間的分布處處不同（tóng），隨地而（ér）異，所（suǒ）以閃電的路徑也就變（biàn）化萬千了。

經過多次的放電、消（xiāo）失、梯級先導通道的前端到達離地麵很（hěn）近處（約10～20米），這時在它下（xià）麵的電場已變得非常強。於是就在地麵（miàn）上，特別是在高出地麵的物體（tǐ）上感應出大量的正電荷，正電荷相互吸引（yǐn），這樣，就從地麵衝（chōng）出一（yī）股明（míng）亮無比的光柱，與先導的前端會合沿著（zhe）由梯（tī）級先導所（suǒ）開辟（pì）的高度電（diàn）離的通道向上竄。這股上（shàng）竄（cuàn）的電流（liú）非常強（qiáng），最大值可達1萬安培左右，它以3～10萬公裏/秒的速度，在千分之（zhī）幾秒內奔向雲中，這叫做回返閃擊，或主（zhǔ）放電。我們在地麵上用肉眼所觀看到的閃電，其實就這種極明亮的主閃擊。

從梯級先導到主閃（shǎn）擊組成了一次完整的閃擊地過程。通常一次閃電由3到4次（cì）閃擊組成，有時可記錄到（dào）幾十次閃擊。當第一次閃擊結束約百分之幾秒後，緊接著從雲端又伸出一（yī）條較暗淡的光柱，沿舊通道直衝下來，中間不再歇息，所以稱它為“直竄先導”。它大約在千分之幾秒（miǎo）內，以大約2000公裏/的（de）速度迅速衝向地麵，攜帶著約1000安培的（de）電流。當它到地麵的那一瞬間，隻聽“噝”的一聲，沿著該通道（dào）又有一個／回閃一直往上衝出,叫第二次回擊。由直竄先導與（yǔ）回（huí）擊構（gòu）成第二次閃（shǎn）擊。因為梯級先導（dǎo）開辟（pì）了導電通道，所以直竄先導的速度和攜帶的電流都比梯級先導大。以後的各（gè）次閃擊情況基本與（yǔ）第二次相（xiàng）同。由於每一次閃擊放電都（dōu）要大量消耗雷（léi）雨雲中的（de）電荷，所以後續的主放電強度越來越弱，直到雷雨雲中電荷消耗盡，閃電放（fàng）電才告終止。

一次電總壽命隻有十分之幾秒，而（ér）一次（cì）閃電平均向地麵（miàn）輸送約25庫侖的（de）負電荷。閃電（diàn）時，雲到大地間的電位差上升到（dào）幾千萬伏特，閃電通道中電流平均可達幾萬安培，最大可達20萬安培以上。雲地電（diàn）壓很難準確測出，有用的量是閃（shǎn）電電流，它可以設法測出來。有了電流（liú）和變化速度，就可能估算避雷設備（bèi）的設計參數。

使用磁（cí）鋼棒（bàng）裝置可（kě）測量閃電電流，磁鋼棒是用（yòng）有強剩磁特性的材料製（zhì）作的小棒，裝在閃電電流可能流過（guò）的地方，如電線杆、避雷針等處。閃電（diàn）電（diàn）流使（shǐ）磁鋼棒磁化（huà），由剩磁的大小和極性，就可判斷出閃電電流的大小和方向。

閃電通道的直徑一般隻有幾厘米到幾十厘米，強大的閃電電流把通道燒成（chéng）白熾，通過光學測量方法可測知通道中氣（qì）體的溫度約為2萬攝氏度（dù）。一次閃電釋放（fàng）的能量就有幾萬個千焦耳，這個能量相當於（yú）一隻普通熾電燈（dēng）連續點燃幾百小所需的能（néng）量。

對一般人來說，雷電的閃電（diàn）沒有（yǒu）雷聲來得可怕。因為閃電通道的直徑隻有（yǒu）幾厘米（mǐ），而大部分電流是從通道的芯流過（guò）的（de），芯的直徑才有幾個毫（háo）米。所（suǒ）以一閃電釋放出的能量，大部分消耗於加熱道內（nèi）的空氣柱，使得那裏（lǐ）的溫度在幾微秒內急劇升高（gāo）到（dào）幾萬攝氏度。溫（wēn）度劇增造成通道內（nèi）的氣壓猛增到一百個大氣壓以（yǐ）上。氣（qì）柱內空氣（qì）急（jí）劇膨脹，溫度很快下降，壓力降低。空氣的驟脹縮形成爆炸（zhà）波，它開始時大約以5公裏/秒的速（sù）度向四麵八方傳播，經0.1～0.3秒後能量減弱而（ér）變成變通的聲波，這就是緊隨閃電之後的雷（léi）聲。

我（wǒ）們聽到的雷擊有時是沉悶的隆隆聲，有時（shí）是震耳（ěr）欲聾的霹靂聲，這（zhè）由聲（shēng）音的強度或（huò）響度以及聲音的音調或頻率決定。先（xiān）說響度，如果我們的視線與曲（qǔ）折的閃（shǎn）電通道的某一段相垂直，那麽該段上各點空氣的振動生的聲（shēng）波差（chà）不多同時傳（chuán）到我們的耳膜，於是就（jiù）聽到了高（gāo）響度的霹靂聲（shēng）。如果閃電通道的一段順著（zhe）我們的視線，這時通道上各點發出的聲波（bō）又經雲內的多次反射而先傳到我們的耳（ěr）膜，結果（guǒ）是（shì）低強度的隆隆聲。通道越曲折，就越增強隆隆聲效果。

再考慮音調。雷鳴的產生類似於一次爆炸。大家熟悉（xī），小爆炸聲音調高，而（ér）大的空中炸彈（dàn）的音調低。爆炸的能量越大，音調越低。一般而言，雷鳴（míng）的頻率約為50次/秒。雷鳴音調由（yóu）兩個因素決定：一定能（néng）量的（de）閃電通道，空氣密度越低，音調就越低。即高處（chù）的（de）閃電（diàn）通（tōng）道（dào）雷鳴應（yīng）比近地的雷鳴音調低；空氣濾掉（diào）了較（jiào）高（gāo）的音調，於是通（tōng）道越遠的部分，雷鳴音調越（yuè）低。這樣，我們聽到的（de）就是拖了幾秒鍾的、連續（xù）不斷的（de）、高低（dī）頓挫的轟隆聲。

有時（shí），當電離地麵隻有幾百米時，幾乎跟著耀（yào）眼的閃光之（zhī）後立（lì）刻（kè）就聽到了令人心驚膽戰的猛擊聲，此聲音似於撕布聲（shēng）。它來自通道底部的爆炸，由於此處距（jù）地麵很近，爆（bào）炸波還來不及演變成（chéng）聲波。

雷聲聽起來響亮驚人，但它傳播得並不太遠。離我們20公裏（lǐ）以外的（de）閃電，隻能隱約聽到雷聲。而遠（yuǎn）離們25公（gōng）裏以外高處的閃電就很少聽到雷聲，這是（shì）因為大氣的溫度（dù）和大（dà）氣中空氣的移動速度是隨高度變化的。在雷暴周圍的大氣中，聲波一般是彎曲向上的，此時若人（rén）站在足夠高處，尚能聽到此雷鳴。

不少人常擔心響雷偷襲，在一陣強閃之（zhī）後立即捂住雙耳，這是人們抵禦雷電危害的一種正常行為。其實當你聽到雷聲時，閃電已（yǐ）過去了。因為電比雷聲傳播速度快得多，聽到雷聲反而說明你安全無恙。當然這是指一次閃電麵說（shuō）的。

一聲響過後，很容易估算閃電離（lí）我們有我（wǒ）遠。當看見閃電時，立即記下時間，等聽（tīng）到（dào）雷聲時，再記（jì）錄時間，兩次時間差乘以聲速就是閃電到觀察者的距離。這個道理很簡單，因為閃電發出的（de）光（guāng）以（yǐ）30萬公裏/秒的速度傳播，而雷聲以聲速340米/秒傳播。由於閃電電距地麵一般隻幾（jǐ）公裏到幾（jǐ）十公裏，所以幾乎在閃電爆發的同時，人們可看到（dào）它。例如，見（jiàn）閃電（diàn）後10秒鍾（zhōng）才聽（tīng）到雷聲，閃電（diàn）大（dà）約是（shì）從離（lí）你3.4公裏遠的雲（yún）內發出的。

雖說雷暴是閃電的主要（yào）起（qǐ）源，但不是唯一的。閃電（diàn）也可能發生在雪暴、沙暴以及冰雹中。在火山噴出物上升時，在核爆炸產生的火球處，甚至在晴朗的藍天，也都可能發生閃電。隻要大氣中存在著強電場足以擊穿空氣，就提供了產生（shēng）閃電的條（tiáo）件。