威尔逊假说(Wilson) 至今尚未有一种被公认为无懈可击的完整学说,威尔逊假说被认为比较完善并经常被推荐的假说。以下是这种假说的概述: 根据大量科学测试可知,地球本身就是一个电容器,通常带了稳定地带负电荷50万库仑左右,而地球上空存在一个带正电的电离层,这两者之间便形成一个已充电的电容器,它们之间的电压为300KV左右,并且场强为上正下负。 当地面含水蒸气的空气受到炽热的地面烘烤受热而上升,或者较温暖的潮湿空气与冷空气相遇而被垫高都会产生向上的气流。这些含水蒸气的上升时温度逐渐下降形成雨滴、冰雹(称为水成物),这些水成物在地球静电场的作用下被极化,负电荷在上,正电荷在下,它们在重力作用下落下的速度比云滴和冰晶(这二者称为云粒子)要大,因此极化水成物在下落过程中要与云粒子发生碰撞,碰撞的结果是其中一部分云粒子被水成物所捕获,增大了水成物的体积,另一部分未被捕获的被反弹回去,而反弹回去的云粒子带走水成物前端的部分正电荷,使水成物带上负电荷。 由于水成物下降的速度快,而云粒子下降的速度慢,因此带正、负两种电荷的微粒逐渐分离(这叫重力分离作用),如果遇到上升气流,云粒子不断上升,分离的作用更加明显。最后形成带正电的云粒子在云的上部,而带负电的水成物在云的下部,或者带负电的水成物以雨或雹的形式下降到地面。当下面所讲的带电云层一经形成,就形成雷云空间电场,空间电场的方向和地面与电离层之间的电场方向是一致的,都是上正下负,因而加强了大气的电场强度,使大气中水成物的极化更厉害,在上升气流存在在情况下更加剧重力分离作用,使雷云发展得更快。 从上面的分析,好像雷云总是上层带正电荷,下层带负电荷。实际上气流并不单是只有上下移动,而比这种运动更为复杂。因此雷云电荷的分布也比上面讲的要复杂得多。科学工作者的测试结果表明,大地被雷击时,多数是负电荷从雷云向大地放电,少数是雷云上的正电荷向大地放电;在一块雷云发生的多次雷击中,最后一次雷击往往是雷云上的正电荷向大地放电。从观测证明,发生正电荷向大地放电的雷击显得特别猛烈。
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