天上打雷是由于大气中电荷分离引发的放电现象,具体原因可归纳为以下四点:
电荷分离机制
积雨云内部水滴因对流运动产生静电分离:上层云滴带正电,下层云滴带负电,形成上下电荷分层。此外,云与地面之间因湿度、温度差异也产生电荷差,形成云地间电场。
电荷积累与放电条件
雷雨云持续积累电荷,当电场强度超过空气绝缘极限(约30kV/cm)时,空气被击穿,形成闪电放电。放电瞬间释放巨大能量,使空气急剧膨胀产生声波,即雷声。
对流与云体结构
强对流运动推动水汽上下运动,形成高耸积雨云。云内水滴碰撞、冰雹运动等加剧电荷分离,为雷电生成提供条件。
声波形成机制
闪电瞬间加热空气至约30000℃,空气迅速膨胀并收缩产生冲击波,形成雷声。声波通过空气传播,被我们感知为隆隆雷鸣。
总结 :打雷是大气中电荷分离、放电及声波传播共同作用的结果,与对流运动、湿度变化等气象因素密切相关。