雷電構(gòu)成的三大要素

溫差

夏季，人們?yōu)榱讼顣?huì)去山地或高原。這些當(dāng)?shù)厮闹芸諝鉀隹?，非常舒適。當(dāng)人們爬到山上等海拔較高的當(dāng)?shù)貢r(shí)，為何氣溫會(huì)降低呢？或許還有人會(huì)這樣想：高的當(dāng)?shù)仉x太陽(yáng)更近一些，應(yīng)該會(huì)更熱吧？

在地球的四周存在著關(guān)于咱們呼吸而言不可或缺的空氣?？諝馐怯傻?dú)夂脱鯕獾染哂匈|(zhì)量的分子構(gòu)成的，不過(guò)單個(gè)分子的質(zhì)量則是可以忽略的。地球的引力會(huì)作用于所有的空氣分子?？諝夥肿颖坏厍蛳蛳挛蜆?gòu)成了包圍地表的空氣層（大氣層）。這個(gè)空氣層的95% 都處在距離地表20 km 之內(nèi)的范圍。

如果把空氣層劃分成幾個(gè)厚度相同的區(qū)域，就會(huì)如圖1.4 所示。

雖然單獨(dú)來(lái)看它們的厚度相同、重量相等，但最靠近地表的一層，所承擔(dān)的則是它自身和它上面所有層累計(jì)的空氣重量。因此，最下層承受的空氣的重量也會(huì)“積少成多”，在地表的任何一個(gè)當(dāng)?shù)厥┘? 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的壓力，關(guān)于比郵票還小的1 cm2的面積而言，其壓下的重量竟然會(huì)達(dá)到1013 g?？墒?，跟著高度的上升（離地表越來(lái)越遠(yuǎn)），氣壓就會(huì)以指數(shù)函數(shù)的聯(lián)系逐步變小。在距離地表5.3 km的高度，氣壓將變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓的一半。假設(shè)地表的氣溫為30 ℃，那么離地表高度5 km 的當(dāng)?shù)貧鉁乇闶? ℃，高度為12 km 時(shí)，則是-50 ℃，變得極其寒冷。
空氣的壓力和體積變化，也會(huì)引起溫度變化。在密封的容器里充入空氣并施加壓力，空氣體積縮小，溫度就會(huì)上升。相反，加大空氣體積，溫度則會(huì)下降，這是與氣體的性質(zhì)（波義耳定律）相關(guān)的。上行的空氣（例如上升氣流等）也是如此?？諝馍仙礁咛帲瑝毫﹄S高度抬升變小，空氣體積擴(kuò)張的同時(shí)，溫度便會(huì)下降。根據(jù)這樣的機(jī)制，地表與構(gòu)成云的高空就構(gòu)成了溫差。
不過(guò)，在距地表20 km 以上的高度（不存在云的高度），空氣已經(jīng)非常稀薄，冷卻效應(yīng)便會(huì)消失。相反，這里還會(huì)因太陽(yáng)光的直射而溫度上升。

上升氣流

上升氣流會(huì)在高空構(gòu)成各式各樣的云，除此之外，還具有讓云中發(fā)生沖突，進(jìn)而發(fā)生電的作用。上升氣流的發(fā)生方式有多種，如圖1.5 所示。
咱們?cè)跉夂蝾A(yù)報(bào)中常聽到低氣壓會(huì)發(fā)生上升氣流。低氣壓意味著當(dāng)?shù)氐目諝鈮毫Ρ戎車目諝鈮毫Ω?。低氣壓的低，只是相關(guān)于周圍而言。所以，就算是低氣壓，有時(shí)也會(huì)超過(guò)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。低氣壓周圍的空氣會(huì)因壓力差流入，而流入的空氣可通行的只有去往高空一條路，因此便發(fā)生了上升氣流。通過(guò)上升氣流，空氣體積擴(kuò)散，溫度變低。當(dāng)達(dá)到露點(diǎn)溫度（溶在空氣中的水蒸氣成為水的溫度）以下的高度時(shí)，便會(huì)構(gòu)成云。也正是這個(gè)原因，當(dāng)?shù)蜌鈮亨徑鼤r(shí)，氣候一般會(huì)變壞。別的，當(dāng)空氣因溫差構(gòu)成對(duì)流時(shí)，也會(huì)構(gòu)成上升氣流。
當(dāng)?shù)厣弦驈?qiáng)烈的日光而變得溫暖時(shí)，地上與寒冷的高空之間就會(huì)構(gòu)成溫差，溫差引起空氣的對(duì)流，便會(huì)發(fā)生上升氣流。比如在夏季，在陽(yáng)光強(qiáng)烈的午后發(fā)生的雷雨，成因便多是溫差發(fā)生的上升氣流。別的，鋒面交匯也會(huì)發(fā)生上升氣流。所謂鋒面，是指溫度不同的空氣團(tuán)交匯的部分，這樣會(huì)引起空氣對(duì)流，因此非常容易發(fā)生上升氣流。地形也會(huì)發(fā)生上升氣流。當(dāng)風(fēng)遇到大山等隔絕地形時(shí)，會(huì)沿著山脊被抬升，變?yōu)樯仙龤饬鳌３嗟类徑哪蠂?guó)島嶼，由于島嶼比海面更容易變暖升溫，所以島嶼的上空會(huì)發(fā)生上升氣流，有時(shí)還會(huì)構(gòu)成云帶來(lái)降水。

沖突電

物質(zhì)由多種分子組成，而分子又是由原子構(gòu)成的。原子中心的原子核帶正電荷，它四周的電子云中則聚集了帶負(fù)電荷、不斷運(yùn)動(dòng)著的電子?？墒?，因?yàn)樵觾?nèi)的正負(fù)電相同，于是，原子在電的性質(zhì)方面保持著中性狀態(tài)（電中性）。所以，由分子或原子構(gòu)成的物質(zhì)一般不會(huì)表現(xiàn)出帶電性質(zhì)。
然而，當(dāng)沖突物體發(fā)生熱能時(shí)，原子的電性質(zhì)平衡遭到破壞，就會(huì)表現(xiàn)出帶電性質(zhì)。咱們把這樣構(gòu)成的電稱為沖突電。比如，將兩張薄膜（接觸）貼在一起用力沖突（壓力），當(dāng)分開（分離）時(shí)，便會(huì)發(fā)生靜電。接觸壓力越大，分離速度越快，靜電電量就會(huì)越多（電壓變高）。兩種物質(zhì)互相沖突，咱們把容易帶正電（+）的物質(zhì)排在前面，把容易帶負(fù)電（-）的物質(zhì)排在后面，這樣構(gòu)成的次序叫作帶電序列。在圖1.6 中，
用毛皮沖突玻璃時(shí)，毛皮會(huì)帶（-）電，玻璃會(huì)帶（+）電。物質(zhì)的帶電性質(zhì)可以通過(guò)沖突對(duì)象而改變，把帶電序列的前面的物質(zhì)和后面的物質(zhì)進(jìn)行沖突時(shí)，排在前面的物質(zhì)帶（+）電，排在后面的物質(zhì)帶（-）電。帶電序列中，位置靠近的物質(zhì)，沖突發(fā)生的電量（電壓）較小。