下雨天為什麼會有打雷的現象?

Question

為什麼會有打雷.閃電
難道這些都是超自然現象嗎
那是如何產生的
現在的科學有辦法解釋嗎

Answer 1

閃電的過程
兩根電極之間加很高的電壓，並把它們慢慢地靠近。當兩根電極靠近到一定的距離時，在它們之間就會出現電火花，就是所謂“弧光放電”
雷雨雲所產生的閃電，與上面所說的弧光放電非常相似，只不過閃電是轉瞬即逝，而電極之間的火花卻可長時間存在。因在兩根電極之間的高電壓可人為地維持很久，而雷雨雲中的電荷經放電後很難馬上補充。當聚集的電荷達到一定的數量時，在雲內不同部位之間或者雲與地面之間就形成了很強的電場。電場強度平均可達到幾千伏特/釐米，局部區域可高達1萬伏特/釐米。這麼強的電場，足以把雲內外的大氣層擊穿，於是在雲與地面之間或者在雲的不同部位之間以及不同雲塊之間激發出耀眼的閃光。就是人們常說的閃電。
當雷雨雲移到某處時，雲的中下部是強大負電荷中心，雲底相對的下墊面變成正電荷中心，在雲底與地面間形成強大電場。電荷越積越多，電場越來越強的情況下，雲底首先出現大氣被強烈電離的一段氣柱，稱梯級先導。這種電離氣柱逐級向地面延伸，每級梯級先導是直徑約5米、長50米、電流約100安培的暗淡光柱，它以平均約150000米/秒的高速度一級一級地伸向地面，在離地面5─50米左右時，地面便突然向上回擊，回擊的通道是從地面到雲底，沿著上述梯級先導開闢出的電離通道。回擊以5萬公里/秒的更高速度從地面馳向雲底，發出光亮無比的光柱，歷時40微秒，透過電流超過1萬安培，這即第一次閃擊。幾秒之後，接著又產生第二次、第三、四次閃擊。通常由3─4次閃擊構成一次閃電過程。一次閃電過程歷時約0.25秒，在此短時間內，窄狹的閃電通道上要釋放巨大的電能而形成強烈的爆炸，產生衝擊波，然後形成聲波向四周傳開，這就是雷聲(打雷)

閃電的成因
雷雨雲中有電荷的累積並形成雷雨雲的極性，由此產生閃電而造成大氣電場的巨大變化。雷雨雲形成的宏觀過程以及雷雨雲中發生的微物理過程，與雲的起電有密切聯繫。科學家對雷雨雲的起電機制及電荷有規律的分佈，進行了大量的觀測和實驗，積累了許多資料並提出了各種各樣的解釋，有些論點至今也還有爭論。雲的起電機制主要有如下幾種：
A.對流雲初始階段的“離子流”假說
大氣中總存在著大量的正離子和負離子，在雲中的水滴上，電荷分佈不均勻：最外邊的分子帶負電，裏層帶正電，內層與外層的電位差約高0．25伏特。為了平衡這個電位差，水滴必須“優先’吸收大氣中的負離子，就使水滴逐漸帶上了負電荷。當對流發展開始時，較輕的正離子逐漸被上升氣流帶到雲的上部；而帶負電的雲滴因為比較重，就留在下部，造成了正負電荷的分離。
B.冷雲的電荷積累
當對流發展到一定階段，雲體伸入0℃層以上的高度後，雲中就有了過冷水滴、霰粒和冰晶等。這種由不同相態的水汽凝結物組成且溫度低於0℃的雲，叫冷雲。冷雲的電荷形成和積累過程有下列幾種：
a. 冰晶與霰粒的摩擦碰撞起電
b. 過冷水滴在霰粒上撞凍起電
c. 水滴因含有稀薄的鹽分而起電
d．暖雲的電荷積累
主要的起電機制還是因水滴凍結造成的。大量觀測事實表明，只有當雲頂呈現纖維狀絲縷結構時，雲才發展成雷雨雲。飛機觀測也發現，雷雨雲中存在以冰、雪晶和霰粒為主的大量雲粒子，且大量電荷的累積即雷雨雲迅猛的起電機制，須靠霰粒生長過程中的碰撞、撞凍和摩擦等才發生

雷聲隆隆--雷鳴的產生過程
　　雷聲可為兩種。一種是清脆響亮，象爆炸聲一樣的雷聲(炸雷)；另一種是沉悶的轟隆聲(悶雷)。還有一種低沉而經久不歇的隆隆聲，有點兒象推磨時發出的聲響(拉磨雷)
　　閃電通路中的空氣突然劇烈增熱，使它的溫度高達15000—20000℃，因而造成空氣急劇膨脹，通道附近的氣壓可增至一百個大氣壓以上。緊接著又發生迅速冷卻，空氣很快收縮，壓力減低。這一驟脹驟縮都發生在千分之幾秒的短暫時間內，所以在閃電爆發的一剎那間，會產生衝擊波。衝擊波以5000米/秒的速度向四面八方傳播，傳播過程中，它的能量很快衰減，而波長則逐漸增長。在閃電發生後0.1—0.3秒，衝擊波就演變成聲波，這就是我們聽見的雷聲
　　另一種說法，認為雷鳴是在高壓電火花的作用下，因空氣和水汽分子分解而形成的爆炸瓦斯發生爆炸時所產生的聲音。雷鳴的聲音在最初的十分之幾秒時間內，跟爆炸聲波相同。這種爆炸波擴散的速度約為5000米/秒，在之後0.1—0.3秒鐘，它就演變為普通聲波
炸雷是距觀測者很近的雲對地閃電所發出的聲音。在這情況下，觀測者在見到閃電之後，幾乎立即就聽到雷聲；有時甚至在閃電同時即聽見雷聲。因閃電就在觀測者附近，它產生的爆炸波還來不及演變成普通聲波，聽起來猶如爆炸聲一般
若雲中閃電時，雷聲在雲裏面多次反射，在爆炸波分解時，又產生許多頻率不同的聲波，它們互相干擾，使人們聽起來感到聲音沉悶，這就是我們聽到的悶雷。一般說來，悶雷的響度比炸雷來得小，也沒有炸雷那麼嚇人
　　拉磨雷是長時間的悶雷。雷聲拖長的主因是聲波在雲內的多次反射以及遠近高低不同的多次閃電所產生的效果。此外聲波遇到山峰、建築物或地面時，也產生反射。有的聲波要經過多次反射。這多次反射有可能在很短的時間間隔內先後傳入我們的耳朵。這時，我們聽起來，就覺得雷聲沉悶而悠長，有如拉磨之感

Answer 2

下雨時會有打雷、閃電的現象是因為雲中有
正、負極，當正、負極磨擦時，就會有閃電
出現，先閃電後打雷是應為光比聲快。

Answer 3

打雷閃電 是由雷雲內部電荷分佈不平均, 產生高電位形成的代電雲層:

所以你想的是對的 因為雲層裡有電

更詳細說明:

典型的雷雲雲頂高度約8-12公里。由於溫度梯度與重力作用，雷雲中有強烈的擾動，包括風、水和冰，使得雲中的水滴或冰粒帶有電荷。典型的情況是雷雲上半部帶正電荷，下半部的帶電淨值為負。在雷雲的底部有少部分正電荷存在。整朵雷雲像一個電偶極（dipole）。

雷雲產生的閃電有四種型態：第一種是雲層內部的放電現象(Intracloud discharge)，佔所有閃電的絕大部分；第二種是雲對地面的的閃電(Cloud-to-ground lightning)；第三種是雲與雲間的閃電；最後一型為雲對周圍空氣的放電現象(air discharge)，通常發生在雲頂。

閃電是發生於一瞬間的，然而在這麼短的時間內，閃電已在雲層與地面之間來回穿梭多次。一次向下的負雷擊（negative stroke），先是負雷電由上而下至地面，然後強大的正電流由下而上回到雲端，並出現雷聲

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在雷雨季節時，轟隆隆的雷聲，常會把人嚇到。不知道小朋友有沒有注意到，每當打雷時，總會先看到閃電，緊接著才會聽到雷聲，這是什麼原因呢？

其實，閃電和雷聲是同時發生的，只是光的傳播速度，要比聲音的傳播速度來的快。光在空氣裡，每秒可達30萬公里，以這樣的速度環繞地球赤道，一秒鐘就可以跑完七圈半。而聲音呢？它在空氣中每秒為350公尺，約僅有光速的九十萬分之一，所以，牠們倆個要達到地面時，光一定會先到，聲音才珊珊來遲。

根據這樣的原理，我們可以利用看見閃電再聽到雷聲，這中間相隔的時間，來算出放電的地方距離我們有多遠。

有時，偶爾會出現閃電，但卻聽不見雷聲，這又是什麼原因呢？這往往是因為放電的雲層離我們太遠，或是發出的雷聲原本就不夠響亮，所以經過空氣傳播後，能量慢慢遞減之下，傳到地面時就已經沒有聲音了。

Answer 4

在雨雲裡面含有大量分開的正電荷和負電荷，當這些異性電荷相遇，便會產生中和作用（放電），而激烈的電荷中和作用會放出大量的光和熱。這些放出的光就成了閃電，而瞬間所放出的大量的熱，可將周圍空氣加熱到30000°Ｃ的高溫，造成空氣迅速向外膨脹，而發出巨大的聲響，就是打雷。因此，雷電是同時發生的唷，只是光速比音速快了很多，所以我們總是先看到閃電才聽見雷聲！

因為下雨天的時候，空氣潮溼使得介電強度降低，介電強度低得話電荷就很容易被破壞，而空氣本身就是電荷，且我們的大氣本來就是一個大電荷。會有閃電的原因就是介電物質（空氣）被破壞以致於崩潰所產生的。而那道閃電就是正電荷跑向負電荷所產生的。

起伏的氣流在雷暴雲中產生靜電，形成原因雖然無法完全明白，部分的原因可能是因為水分的摩擦和分解。正電荷在雲的上端，而負電荷則在下方吸引著地上的正電荷。雲和地之間的空氣做了絕緣體，在短暫時間內，阻止力求兩極電荷均衡的電流通過。兩極電荷的電壓大到可衝破絕緣的空氣時，打雷閃電就發生了!!