雷云的形成

雷电的生成始于雷云的生成，其实有几种云都与雷电有关，如层积云、雨层云、积云、积雨云，最重要的则是积雨云，即雷云。雷云是由大气上空的水滴、冰晶和气体尘埃等组成的巨大的、不透光且带电荷的乌黑色云块，其形成的根本原因就是含水蒸气的气流运动。随着雷云的不断发展聚积，将会引起闪电、雷鸣现象，这就是雷暴。

1）雷暴的分类

雷暴的形成主要是两种：锋面雷暴和热雷暴。

锋面雷暴是由于在地表流动的两个气团相遇时，冷气团因密度大而流动在热气团下方，在两者交界面上形成相对运动并把热气团猛抬上升，热气流形成强大的上升气柱和涡流，这样就会形成积云。这时如果热气团的温度足够高和水分足够多，就可以形成巨大的雷暴乌云。

热雷暴发生在山区。由于阳光照射，山丘及其地面温度升高，热气流因密度小而向天空流动，附近树木、湖泊和河流等的气温较低，周围相对较冷的气流向山丘温度较高、密度较小的地带集中，同时这些气流又被山丘地表的高温加热而向天空流动，这样就形成热雷暴。

2）积雨云的起电机制

积雨云起电机制的主要理论有以下三种：

①吸水电荷效应。大气中存在方向向下的电场，使空气正负离子分别向下和向上运动。中性水滴在电场中也要受到极化，上端出现负电荷，下端出现正电荷。大水滴在下落时，它的下端吸收负离子，排斥正离子，由于大水滴下降速度快，故其上端的负电荷来不及吸收它上方的正离子，所以整个水滴带负电。小水滴被气流带着向上走，它上端的极化负电荷将吸收正离子，所以小水滴带正电。

②水滴冻冰效应。实验发现，水在结冰时冰会带正电荷，而未结冰的水带有负电荷，所以当云中冰晶区中的上升气流把冰粒上面的水带走，就会导致电荷的分离而使不同云区带电。

③水滴破裂效应。用强烈气流吹散空气中的水滴，较大的残滴带有正电，细微的水滴带有负电，这是因为水滴表面有很多电子的缘故。

3）雷云放电机理

由于云中电荷分布不均，形成许多电荷中心，所以云团之间、云团内部和云对大地之间的电场强度都是不一样的。只有当云对大地场强最高并且达到一定值时才发生对地放电。同样，云团之间电场强度达到某一临界值时也会发生云间放电。实际上，绝大多数放电是发生在云间或云内。

雷云对地放电的机理：带有大量电荷的云团对大地产生静电感应，大地感应出大量异性电荷，使雷云和大地之间形成强大的场强，当某一处的电场强度达到25～30kV/cm时，就会由雷云向大地产生先导放电（少数情况下雷电先导是由地表向上发出的）。当先导到达地面或与地面先导相遇时，通过电荷中和形成强烈放电产生雷击。放电通常不止发生一次，第一次的电流很大，后续雷击电流小得多。