![春雷[自然现象]](uploads/hdpic/small_s_f_a3_00_96_01300000009843123622967590216_s.jpg)
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| 闪电 |
类型分析编辑本段回目录
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| 叉状闪电 |
曲折开叉的普通闪电称为枝状闪电。枝状闪电的通道如被风吹向两边，以致看来有几条平行的闪电时，则称为带状闪电。闪电的两枝如果看来同时到达地面，则称为叉状闪电。
闪电在云中阴阳电荷之间闪烁，而使全地区的天空一片光亮时，那便称为片状闪电。
未达到地面的闪电，也就是同一云层之中或两个云层之间的闪电，称为云间闪电。有时候这种横行的闪电会行走一段距离，在风暴的许多公里外降落地面，这就叫做“晴天霹雳”。
闪电的电力作用有时会在又高又尖的物体周围形成一道光环似的红光。通常在暴风雨中的海上，船只的桅杆周围可以看见一道火红的光，人们便借用海员守护神的名字，把这种闪电称为“圣艾尔摩之火”。
形成原因编辑本段回目录
科学家们对雷雨云的起电机制及电荷有规律的分布，进行了大量的观测和实验，积累了许多资料并提出了各种各样的解释，有些论点至今也还有争论。归纳起来，云的起电机制主要有如下几种：
A.对流云初始阶段的“离子流”假说
大气中总是存在着大量的正离子和负离子，在云中的水滴上，电荷分布是不均匀的：最外边的分子带负电，里层带正电，内层与外层的电位差约高0．25伏特。为了平衡这个电位差，水滴必须“优先’吸收大气中的负离子，这样就使水滴逐渐带上了负电荷。当对流发展开始时，较轻的正离子逐渐被上升气流带到云的上部；而带负电的云滴因为比较重，就留在下部，造成了正负电荷的分离。
B.冷云的电荷积累
雷雨云
当对流发展到一定阶段，云体伸入0℃层以上的高度后，云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。这种由不同相态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云，叫冷云。冷云的电荷形成和积累过程有如下几种：
a.冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电
霰粒是由冻结水滴组成的，呈白色或乳白色，结构比较松脆。由于经常有过冷水滴与它撞冻并释放出潜热，故它的温度一般要比冰晶来得高。在冰晶中含有一定量的自由离子(OH-或OH+)，离子数随温度升高而增多。由于霰粒与冰晶接触部分存在着温差，高温端的自由离子必然要多于低温端，因而离子必然从高温端向低温端迁移。离子迁移时，较轻的带正电的氢离子速度较快，而带负电的较重的氢氧离子(OH-)则较慢。因此，在一定时间内就出现了冷端H+离子过剩的现象，造成了高温端为负，低温端为正的电极化。当冰晶与霰粒接触后又分离时，温度较高的霰粒就带上负电，而温度较低的冰晶则带正电。在重力和上升气流的作用下，较轻的带正电的冰晶集中到云的上部，较重的带负电的霞粒则停留在云的下部，因而造成了冷云的上部带正电而下部带负电。
b.过冷水滴在霰粒上撞冻起电
在云层中有许多水滴在温度低于0℃时仍不冻结，这种水滴叫过冷水滴。过冷水滴是不稳定的，只要它们被轻轻地震动一下，马上就会冻结成冰粒。当过冷水滴与霰粒碰撞时，会立即冻结，这叫撞冻。当发生撞冻时，过冷水滴的外部立即冻成冰壳，但它内部仍暂时保持着液态，并且由于外部冻结释放的潜热传到内部，其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳来得高。温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带正电，内部带负电。当内部也发生冻结时，云滴就膨胀分裂，外表皮破裂成许多带正电的小冰屑，随气流飞到云的上部，带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上，使霰粒带负电并停留在云的中、下部。
c.水滴因含有稀薄的盐分而起电
除了上述冷云的两种起电机制外，还有人提出了由于大气中的水滴含有稀薄的盐分而产生的起电机制。当云滴冻结时，冰的晶格中可以容纳负的氯离子(Cl-)，却排斥正的钠离子(Na+)。因此，水滴已冻结的部分就带负电，而未冻结的外表面则带正电(水滴冻结时，是从里向外进行的)。由水滴冻结而成的霰粒在下落过程中，摔掉表面还来不及冻结的水分，形成许多带正电的小云滴，而已冻结的核心部分则带负电。由于重力和气流的分选作用，带正电的小滴被带到云的上部，而带负电的霰粒则停留在云的中、下部。
d．暖云的电荷积累
上面讲了一些冷云起电的主要机制。在热带地区，有一些云整个云体都位于0℃以上区域，因而只含有水滴而没有固态水粒子。这种云叫做暖云或“水云”。暖云也会出现雷电现象。在中纬度地区的雷暴云，云体位于0℃等温线以下的部分，就是云的暖区。在云的暖区里也有起电过程发生。
在雷雨云的发展过程中，上述各种机制在不同发展阶段可能分别起作用。但是，最主要的起电机制还是由于水滴冻结造成的。大量观测事实表明，只有当云顶呈现纤维状丝缕结构时，云才发展成雷雨云。飞机观测也发现，雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒为主的大量云粒子，而且大量电荷的累积即雷雨云迅猛的起电机制，必须依靠霰粒生长过程中的碰撞、撞冻和摩擦等才能发生。
超级闪电编辑本段回目录
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| 超级闪电 |
纽芬兰的钟岛在1978年显然曾受到一次超级闪电的袭击，连13公里以外的房屋也被震得格格响，整个乡村的门窗都喷出蓝色火焰。
袭击时间编辑本段回目录
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| 闪电 |
就在你阅读这篇文章的时候，世界各地大约正有1800个雷电交作在进行中。它们每秒钟约发出600次闪电，其中有100次袭击地球。
闪电可将空气中的一部分氮变成氮化合物，借雨水冲下地面。一年当中，地球上每一公顷土地都可获得几公斤这种从高空来的免费肥料。
乌干达首都坎帕拉和印尼的爪哇岛，是最易受到闪电袭击的地方。据统计，爪哇岛有一年竟有300天发生闪电。而历史上最猛烈的闪电，则是1975年袭击津巴布韦乡村乌姆塔里附近一幢小屋的那一次，当时死了21个人。
结构研究编辑本段回目录
被人们研究得比较详细的是线状闪电，就以它为例来讲述闪电的结构。闪电是大气中脉冲式的放电现象。一次闪电由多次放电脉冲组成，这些脉冲之间的间歇时间都很短，只有百分之几秒。脉冲一个接着一个，后面的脉冲就沿着第一个脉冲的通道行进。现在已经研究清楚，每一个放电脉冲都由一个“先导”和一个‘回击”构成。第一个放电脉冲在爆发之前，有一个准备阶段—“阶梯先导”放电过程：在强电场的推动下，云中的自由电荷很快地向地面移动。在运动过程中，电子与空气分子发生碰撞，致使空气轻度电离并发出微光。第一次放电脉冲的先导是逐级向下传播的，象一条发光的舌头。开头，这光舌只有十几米长，经过千分之几秒甚至更短的时间，光舌便消失；然后就在这同一条通道上，又出现一条较长的光舌(约30米长)，转瞬之间它又消失；接着再出现更长的光舌……光舌采取“蚕食”方式步步向地面逼近。经过多次放电—消失的过程之后，光舌终于到达地面。因为这第一个放电脉冲的先导是一个阶梯一个阶梯地从云中向地面传播的，所以叫做“阶梯先导”。在光舌行进的通道上，空气已被强烈地电离，它的导电能力大为增加。空气连续电离的过程只发生在一条很狭窄的通道中，所以电流强度很大。
当第一个先导即阶梯先导到达地面后，立即从地面经过已经高度电离了的空气通道向云中流去大量的电荷。这股电流是如此之强，以至空气通道被烧得白炽耀眼，出现一条弯弯曲曲的细长光柱。这个阶段叫做“回击”阶段，也叫“主放电”阶段。阶梯先导加上第一次回击，就构成了第一次脉冲放电的全过程，其持续时间只有百分之一秒。
第一个脉冲放电过程结束之后，只隔一段极其短暂的时间(百分之四秒)，又发生第二次脉冲放电过程。第二个脉冲也是从先导开始，到回击结束。但由于经第一个脉冲放电后，“坚冰已经打破，航线已经开通”，所以第二个脉冲的先导就不再逐级向下，而是从云中直接到达地面。这种先导叫做“直窜先导”。直窜先导到达地面后，约经过千分之几秒的时间，就发生第二次回击，而结束第二个脉冲放电过程。紧接着再发生第三个、第四个…．。直窜先导和回击，完成多次脉冲放电过程。由于每一次脉冲放电都要大量地消耗雷雨云中累积的电荷，因而以后的主放电过程就愈来愈弱，直到雷雨云中的电荷储备消耗殆尽，脉冲放电方能停止，从而结束一次闪电过程。
黑色闪电编辑本段回目录
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| 黑色闪电 |
1974年6月23日，前苏联天文学家契尔诺夫就曾经在扎巴洛日城看见一次“黑色闪电”：一开始是强烈的球状闪电，紧接着，后面就飞过一团黑色的东西，这东西看上去像雾状的凝结物。经过研究分析表明：黑色闪电是由分子气凝胶聚集物产生出来的，而这些聚集物是发热的带电物质，极容易爆炸或转变为球状的闪电，其危险性极大。
黑色闪电一般不易出现在近地层，如果出现了，则较容易撞上树木、桅杆、房屋和其他金属，一般呈现瘤状或泥团状，初看似一团脏东西，极容易被人们忽视，而它本身却载有大量的能量，所以，它是“闪电族”中危险性和危害性均较大的一种。尤其是，黑色闪电体积较小，雷达难以捕捉；而且，它对金属物极具“青睐”；因而被飞行人员称作“空中暗雷”。
机在飞行过程中，倘若触及黑色闪电，后果将不堪设想。而每当黑色闪电距离地面较近时，又容易被人们误认为是一只飞鸟或其他什么东西，不易引起人们的警惕和注意；如若用棍物击打触及，则会迅速发生爆炸，有使人粉身碎骨的危险。
另外，黑色闪电雷球、避雷网等，对黑色闪电起不到防护作用；因此它常常极为顺利地到达防雷措施极为严密的储油罐、储气罐、变压器、炸药库的附近。此时此刻，千万不能接近它。应当避而远之，以人身安全为要。
拍摄方法编辑本段回目录
确定拍摄地点
拍摄闪电的地点很重要。由于拍摄闪电需要长时间曝光，就必须考虑背景光线的影响。一般要求背景光越暗越好。
在城市里拍摄，由于有路灯和建筑物的灯光辉映着云彩，夜空显然不会像野外那样黑暗。这就是说，如果采用定时曝光，底片在几秒钟之后就会充分曝光，所以不论闪电是否出现，你都要把底片卷到下一张。由于背景光线太强，曝光时间无法设定得很长，效果不会太好。
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| 闪电 |
由闪电发生点的距离来决定光圈
雷声是估计闪电离开你有多远的依据。由于拍摄闪电时的光圈是根据闪电的远近来估计的。由于光速高达每秒钟三十万公里，我们可以忽略闪电光传播的时间。而空气中的声速是每秒340米。根据看到闪电光到听到雷声之间的时间，可以估算出发生闪电的云层离我们的距离。例如看到闪光后十秒才听到雷声，可以大致推断出发生闪电的云层离我们3.4公里远。
光圈数据的决定要根据闪电离你的距离来决定。一般的规律是使用ISO100感光度，拍摄大约8公里远的闪电，f/8是最佳光圈选择。如果闪电是在8公里以外发生的，最好是使用f/5.6光圈；如果是接近5公里，则使用f/11。
拍摄闪电的时机
无论在白天还是黑夜，你都可以拍摄闪电，通常来说，夜里拍摄的闪电更加生动。白天拍摄闪电没有什么技巧可言，因为想要在白天拍摄到好的闪电图片几乎是不可能的，因为背景光线太亮了。闪电可能在任何时间任何地点发生，而且速度非常快。无论你的反应速度有多快，等你看到闪电，按下快门，在光圈打开之前，闪电就已经消失了。而且闪电的发生是偶然的，在同一地点连续发生闪电的机会是很小的。因此，白天拍摄闪电能够得到好片子的机会微乎其微。
如果在夜间拍摄闪电，很有可能你会得到非常出色的闪电图片，你可以将快门释放速度控制在几秒到几分钟之间来记录一系列连续的闪电过程。拍摄的手法比较简单，镜头焦距一般取标准镜头或略带广角。采用手动聚焦在无穷远处。由于是长时间的曝光，当然应该使用比较稳固的三脚架和采用快门线或者遥控器。
在拍摄时，将相机架在三脚架上，选择一个具有大片开阔天空的前景，如果使用ISO100的胶片，将光圈设置在5.6，将曝光速度选择拨盘拨到“B”或“T”的位置上，释放快门，如果闪电始终在所取景范围之外闪光，一般不会产生曝光过度的现象，可以将快门保持在打开的状态继续曝光，直到闪电出现在取景框所包括的空间后才关闭快门。如果感觉闪电闪光的位置不够理想，同一张底片也可以按照闪电的亮度不同进行2～4次的重复曝光，只要闪电不在画面中同一区域出现，当然也不会出现曝光过度的困扰了。因此，曝光时间长短的把握，也不是完全取决于光圈的大小，最重要的还是要看是否已经拍摄到闪电。
有些摄影爱好者以为闪电光线很强，为了防止曝光过度，以黑布来遮挡镜头，看到闪电时才把黑布移开，这是绝对错误的拍摄方式，因为无论你这个动作的过程有多快，都不可能有光速那么快，所谓的“迅雷不及掩耳”，就是这个道理。
