根据以上分析,雷电是一种放电现象,遵循一定的物理规律 。它的移动速度受许多因素的影响 , 例如空气的导电性,它与光速本质上是不同的 。
通过研究得出,闪电的速度为每秒1 105―1.4 106米,平均速度为4.4 105米/秒 。
通过对几次闪电的仔细科学观测,有学者发现,闪电在不同阶段的速度也不同 。例如,闪电先导过程的平均速度为1.5 105m/s,约为光速的1/2000 , 而回击的速度远大于先导的速度,即光速的1/10~1/3 。美国能源部的闪电速度是1.5 108米/秒,大约是光速的一半 。
虽然上述数据不一定准确 , 但可以肯定的是,闪电的速度远低于光速,同时 , 远高于雷电的速度 。
很多人之所以认为闪电的速度就是光速,是因为闪电把光速传递到我们的眼睛里,就把它当作闪电本身的移动速度 。
一提到雷声,人们可能会马上想到“震耳欲聋”、“惊天动地”等字眼 。人们经常用雷声来形容强烈而响亮的声音,如“雷鸣般的掌声”和“欢声雷动” 。可以说雷声是自然界中产生的最大的声音之一 。
那么,雷声有多大?
当闪电发生时,它会释放大量的光和热 。沿途空气被强烈加热,水滴迅速蒸发,体积突然膨胀产生冲击波,使空气剧烈振动 。这个时候发出的声音叫做“雷声” 。雷声可达120分贝 。这是什么概念?一分贝是人耳只能听到的声音,40-60分贝属于正常交谈的声音强度,当声音达到70分贝时,我们认为它非常嘈杂,开始损害听觉神经;而100-120分贝的声音比火车呼啸而过的声音大 。如果一个正常人在这样高分贝的空间里停留1分钟或更长时间,你就会暂时失聪 。因此,用“震耳欲聋”来形容雷声并不过分 。
地球上闪电活动有多频繁?这不仅是我们想知道的,也是闪电研究的重点内容之一 。多年来,许多专家学者采用了不同的方法和手段对数据进行估计 , 但结果并不一致 。
在研究中,闪电的频率不仅是用雷暴日数来衡量的,还可以用闪电的一些数据来表征,如闪电频率(个数)、闪电密度等 。早在1925年,就有专家通过分析雷暴日数据来估算全球闪电频率,人们普遍认为,世界上任何时候都有1800次雷暴,每秒大约有100次闪电 。
近几十年来,雷电探测技术特别是卫星雷电探测技术的发展,为人们提供了以往地面观测中难以涉及的地区的雷电观测数据 , 从而对这一参数有一个更准确的估计:全球闪电频率约为每秒40 50次,全年共发生雷电约14亿次 。在北半球,闪电最有可能发生在夏季,但在赤道地区,闪电在秋季和春季更为频繁 。因为北极和南极地区雷暴很少 , 所以那里几乎没有闪电 。
那么,世界上最频繁的闪电活动在哪里?
根据这项研究,闪电最活跃的地区是非洲的刚果盆地 。由于靠近赤道 , 地表热量充足,空气对流频繁,常年有雷雨 。
有关学者得出结论,世界上闪电活动最频繁的地区是非洲卢旺达,那里的最大闪电密度为每平方公里每年80次 。然而,从2004年到2005年,刚果共和国东部的一个小山村基夫卡村打破了上述纪录 , 成为世界上最频繁的闪电点 。该镇距赤道仅300公里,海拔975米 。闪电的密度是前所未有的 。一年中,每平方公里有158次闪电 。
闪电的放电过程非常短 , 一般为50-100微秒(1微秒等于1百万分之一秒),可以说瞬间完成 。脉冲电流平均值高达30000安培 , 最大电流可达300000安培 。这种强电流产生的交变磁场的感应电压可以达到1000-10亿伏 。当电荷中和后,释放出大量的光和热,并立即将周围的空气加热到3万摄氏度,是太阳表面温度的5倍 。
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