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雷雨云形成的原因

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雷雨云形成的原因

  雷雨云是一大团翻腾、波动的水、冰晶和空气。不过雷雨云是怎么形成的呢?以下就是学习啦小编给你做的整理,希望对你有用。

  雷雨云的形成:

  雷雨云的形成需要一定的条件,从局地条件来看,首先,大气的垂直层结构必须是不稳定的,以便诱发对流活动的发生和发展;其次,空气中要有足够的水分,能够满足云的生成。从天气背景来看,应当有促发局地对流发展的天气形势,如冷锋过境、正在填塞中的低压、反气旋后部、小波动以及高空下股冷空气活动等。雷雨云往往由积云发展而来,它是对流云发展的成熟阶段。一个发展完整的对流云,一般都有一个形成、成熟和消散的过程。

  不同的地方,不同的发展阶段,对流云的厚度相差十分悬殊。在中国西北高原地区,由于大气中的水汽不充沛,对流云发展到积雨云阶段也只有3—4公里厚;而中、高纬度的锋面性对流云,在发展初期其厚度即可达到5—6公里;在热带海洋地区,例如美国的佛罗里达,由于水汽充足,对流云发展十分旺盛,其云顶抵达平流层,高度可达20公里以上,其水平尺度一般约为30—40公里。在大多数情况下,云体先在垂直方向较快增长,当云顶达到一定的高度并比较稳定之后,才在水平方向较快地增长。

  雷雨云成熟的标志是伴有雷电活动和降水,当下沉气流在地面形成阵风时,地面温度开始明显下降。一阵电闪雷鸣,狂风暴雨过后,雷雨云就进入消散阶段。在消散阶段,云中已为有规则的下沉气流所控制。云体逐渐崩溃,云上部很快演变成高积云和伪卷云,而云底有时还有一些碎积云或碎层云,它们是由降水在地面蒸发后上升凝聚而成的。

  在雷雨云的下方,大气的电场与晴天正好反向,也就是说,此时地面带正电荷。它是由雷雨云感应产生的。这说明雷雨云带有负电荷。大量的研究证明,在雷雨云中存在着正、负两种电。正电荷集中在云的上部,而负电荷集中在云的中下部。在通常情况下,云下部的负电荷略多于上部的正电荷。有时,在云的底部还有一个范围不大的带正电荷区域,它一般处于云的前部,这里上升气流有局部的极大值。

  雷雨云的阶段:

  形成阶段

  这一阶段主要是从 淡积云向 浓积云发展。云的垂直尺度有较大的增长,云顶轮廓逐渐清楚,呈圆孤状或菜花形,云体耸立成塔状。这样的云我们在盛夏常常看到。在形成阶段中,云中全部为比较规则的上升气流,在云的中、上部为最大上升气流区。上升气流的垂直廓线呈抛物线型。一般不会产生雷电。在其形成阶段,淡积云向浓积云发展。云的垂直尺度有较大的增长,云顶的轮廓逐渐清晰,呈圆弧状或花菜形,云体耸立成塔状。在这一阶段,云中全部为比较规则的上升气流,云的中上部是最大气流上升区。此阶段经历的时间大约为15分钟,一般不会产生雷电和降水。

  成熟阶段

  从浓积云发展成 积雨云,就伴随 雷电活动和 降水,这是成熟阶段的征象。在成熟阶段,云除了有规则的上升气流外,同时也有系统性的下沉气流。上升气流通常在云的移动方向的前部。往往在云的右前侧观测到最强的上升气流。上升气流一般在云的中、上部达到最大值,浓积云逐渐发展成积雨云。此阶段,云中除了有规则的上升气流外,同时也有系统性的下沉气流。上升气流通常在云的移动方向的前部,气流的最大值一般出现在云的中上部,其速度可以达25—60米/秒,甚至更高。下沉气流是一支从云的中下部倾斜地穿出来的气流,它对雷雨云的发展成熟不单纯起消极作用,还与上升气流一起构成云中的铅直环流。对流云的厚度与起水平尺度具有同一数量级。这是对流云与其他种类云最重要的差异之一。

  消散阶段

  一阵电闪雷鸣、狂风暴雨之后,雷雨云就进入了消散阶段。这时,云中已为有规则的下沉气流所控制。云体逐渐崩溃,云上部很快演变成中、高云系,云底有时还有一些碎积云或碎层云。

  雷雨云起电的机理主要有四种理论:

  水滴破裂效应:云中水滴在高速气流中作激烈运动,分裂成一些带负电的较大颗粒和带正电的较小颗粒,后者同时被上升气流携带到高空,前者落在低空,这样正负两种电荷便在云层中被分离,这也就是造成90%的云层下部带负电的原因。

  吸电荷效应:由于宇宙射线或其它电离作用,大气中存在正负离子,又因为空间存在电场,在电场力的作用下正负离子在云的上下层分别积累,从而使雷雨云带电,又称感应起电。

  水滴冻冰效应:水滴在结冰过程中会产生电荷,冰晶带正电荷,水带负电荷,当上升气流把冰晶上的水分带走时,就会导致电荷的分离,而使雷雨云带电。

  温差起电效应:实验证明在冰块中存在着正离子(H+)和负离子(OH-),在温度发生变化时,离子发生扩散运动并相互分离。积雨云中的冰晶和雹粒在对流的碰撞和摩擦运动中会造成温度差异,并因温差起电,带电的离子又因重力和气候作用而分离扩散,最后达到一定的动态平衡。

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