作业帮雷雨云的产生?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/05/09 14:44:03
雷雨云的产生?
雷雨云的产生?
雷雨云的产生?
一、雷雨云的形成
（一）雷雨云的宏观结构
雷雨云是对流云发展的成熟阶段,它往往是从积云发展起来的.发展完整的对流云,其生命史可以分为以下三个阶段：
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.在形成阶段,一般不会产生雷电.
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,可以超过25—30米／秒(见图1).
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.
图1 一块雷雨云的气流结构示意图
（二）雷雨云的微物理结构：
一块成熟的雷雨云,其顶部可以伸展到－40℃的高度(约l万米以上),而云底部的温度却在10℃以上.由于云体在垂直方向上跨过了这么宽的温度范围,因而云中水汽凝结物的相态就很不一样.在云中有水滴,过冷却水滴、雪晶、冰晶等(见图2).我们把雷雨云按温度高低来分层,便可以看：在温度高于0℃的“暖层”的云中,全部是水滴(包括云滴),在温度0至－8℃的云层中,即有较多的过冷却水滴(温度低于0℃的水滴),也有一些雪晶、冰晶；在温度低于－20℃的云层中,由于过冷却水滴自然冻结的概率大为增加,云中冰晶的天然成冰核作用更为显著,故云中基本上都是雪晶和冰晶了.在成熟阶段的雷雨云中,发生着非常复杂的微物理过程,在云的“暖层”,有水滴之间由于大小不同而发生的重力碰撞,也有湍流碰撞和电、声碰撞过程.同时,有大水滴在气流作用下发生变形,破碎而产生“连锁反应”；还有由云的“冷层”中掉到“暖层”中来的大雪花、霰等的融化等.在温度0℃至－20℃的云层中,水汽由液态往固态转移十分活跃,冰、雪晶的粘连,大冰晶破碎等也很频繁.在低于－20℃的云层中,也还有冰晶之间的粘连和大冰晶的破碎过程发生.在雷雨云中发生的所有这此微物理过程,都可以导致云中水汽凝结物电学状态的改变,对于雷雨云的起电有十分重要的贡献.
图2 一块雷雨云的微物理结构示意图
（三）雷雨云起电机理
雷雨云起电的机理目前主要有四种理论：
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.
综上所述,雷雨云起电可能是某一机理也可能是多种机理的效应而产生的.