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雷云的形成——避雷针厂家

人气:649发表时间:2018-06-15

 大气运动会产生各种状况的云,如卷云、层云、积云等,但是只有起电云才能发生闪电,这种云称之为雷云、雷用云或和雨云。下面就图1. 12所示来说明一块雷云是如何形成的。

当太阳每天以大约IkW/em的热侵入量加热与其垂直的表面时,它的许多能量都用于加热与地表接触的湿润空气。它使得低层湿润空气的密度减小,形成暖湿空气上升,置换高空较稠密的空气,而在暖湿空气上升气流四周的冷空气则形成补充的下沉气流,如图1.12 (1)所示。

地球表面的气压随高度增加面降低,因此上升的暖湿空气边上升边膨胀。这一效应使得上升空气将自己内部的热能转换成为高度的重力位势时,其温度要下降。如果气流继续上升,空气冷却最终将使大气中的水蒸气凝结起来,形成可见的小水滴,这就是所谓的“云”,如图1.12 (2)所示。

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水蒸气由气态变成液态时将释放出热量,该热量又进一步加强这种上升置换过程,增强上升气流进而凝结出更多的水滴,这种激烈的上升运动使得小块积云变成高大的浓积云,如果对流继续进行,积云常常发展成以大于10m/s速度向上增长的更旺盛宝塔状积云,如图1.12(3)所示

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 当宝塔状积云穿过湿空气层时,因抬升造成局部绝热冷却.在云塔周围会形成幞状云或披风 云。最后积云的增长遇到大气中的热稳定平流层才中止下来。在热带海洋地区,由于水汽充足,对流运动非常旺盛,云中活跃的云塔其至可以在短时间内上升到平流层中一段距离然后再降下来。

稳定的平流层限制了积云在垂直方向发展的最终高度。当积云到达这个高度后,它的垂直运动 往往要发生水平偏移,云顶要失去积云的外貌,呈现出环形扁平云。在云顶高度上出现强大的水平风,将扁平云的冰晶云层吹向下风方向,形成砧状云,如图1.12  ( 4 )所示。

以上所说就是一块雷云的形成,通常称该块雷云为云胞或雷暴单体,一次雷暴过程往往是由5 至6 块雷暴单体构成群体(又称为雷云群)来参与的c。每个雷暴单体都是一个有着明显边界的大云团。空气在各个单体内部上升,而在各单体之间的公共边界上下沉。上升和下沉气流间的切应力造成局部湍流。由于每个雷暴单体的形成和发展往往不是同时的,一 个消失, 一个成长,此起彼伏. 这就是人们通常所看到的雷云中乌云翻滚现象。

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每个雷暴单体部有一定的生命期,即积云阶段、成熟阶段和消散阶段。

积云阶段就是刚介绍的由积云向浓积云发展的过程,一般持续时间仅为10~15min这个阶段的特征是云中皆为上升气流, 最大上升气流区在云的顶部。云休由水滴组成,仅上部出现一些雪花,一般无降水,云中电荷正在增多并集中起来,但未发生闪电。

成熟阶段就是从浓积云发展成雷云的过程,降水是该阶段开始的重要标志。其特征是云中除了有组织的上升气流环外,还出现有组织的下沉气流环.如图1.13所示。 一股是在云移动的方向上, 由云下流向云内逐渐抬升的气流环,另一股则是在云左侧,与降水相关的下沉气流环。它们构成雷暴单体的骨架,其中上升气流对雷云的形成和发展起着主导作用,影响雷电的强弱。随着云的发展,当云屮过冷水滴和冰晶共存发展到- 20度的高度以丨:时即开始闪电。随着云顶的继续增长,闪电越来越频繁,而且也越来越强烈。这一过程通常持续时间为15~30min。

消散阶段就是雷云放电之后,云中上升和下沉的气流减弱, 并为规则的下沉气流所控制,云体逐渐扩散开来。一般持续时间大约为30minn

这样尽管一个雷暴单体的生命期往往不到一个小时,但整个雷暴的时间缺可能长达几小时,这种雷暴称之为气团雷暴一般说它的危害性还不算太 大。另一种影响范围和危害程度都远远超过气团雷暴的,叫做 “ 锋面雷暴”。它的形成和发展均与 冷暖气团的对流有着密切的关系。

大气中不同性质的气团,如冷气闭和暖气闭,它们之间会冇一个过渡区域,该区域称之为“ 锋”。当锋的水平厚度比大范围气团小得多时.可以理想地把它看做足一个面,称之为“ 锋面”。由于潮湿不稳定的暖气团的强烈对流可以发生在各种锋面上而造成雷暴,如图1.14所示.所以峰面雷暴的M覆盖面非常广,來势迅猛。如果是山暖气团冲击冷气闭而形成的雷暴,称 之 为 “暖锋雷暴”,如果是由冷气团推动暖气团运动而形成的雷暴.则称之为“冷锋雷暴”。锋面雷暴与锋面的移动有关,一般随锋面一起移动,平均速度为30〜 40km/h,且春秋季大于夏季,夜间大于白天,其方向与500Pa高度的气流一致,因此冇可能与地面的风向相反。在这两种雷暴中,尤以冷锋雷暴最为强烈,危害性也最大。

除此之外,在离大山脉地区,当暖气团经过山坡时被迫抬升,也可以形成雷暴,这种雷暴称之为 地形雷暴”。不过 ,它的范围、强烈程度及其危害性,则比锋面雷暴小多了。