闪电是如何产生的?

    作者:新浪科技来源:新浪科技时间:2021-05-27

当我们脚踏在地毯上摩擦,或者触摸别人时,都会产生静电,而闪电是暴风云层相互碰撞或者摩擦时产生的大规模静电。正常白色蓬松的云层是不会产生闪电的,但是风暴云充满了扰动气流,风暴云下方部分存在的水分被扰动气流携带着向上方运动,这里的大气温度较底,导致水分凝结成冰,与此同时,空气也将从风暴云上半部分推至风暴云底部。

当冰和水在风暴云中上下移动遭遇时,电子将被剥离,产生电失衡,闪电正是大自然“管理”这种电失衡的方式。带有负电的风暴云盘旋在带正电的地面上,一旦这两种电荷试图相互连接,就会产生闪电。

为什么闪电能帮助我们清洁大气层呢?其主要原因是闪电能产生自由基,闪电比太阳表面的温度高5倍,在这种令人难以置信的高热量和能量下,会立即分解闪电周围的空气分子,其中包括氮气和氧气,这两种气体在地球大气层中浓度zui高。

当静电荷在云层之间积聚时,闪电穿过空气,就会形成氧化氮(-NO)、羟基自由基(-OH)和过氧化氢自由基(-OH2)。羟基自由基就是缺少一个电子的氢和氧分子,让我们回顾一下基础化学理论,从而理解为什么闪电现象如此重要。电子成对地环绕在原子周围,原子是最小的元素粒子,因此,如果一个电子抛弃了它的伙伴,我们仅剩下一个未配对的电子或者“自由电子”。

带有自由电子的分子处于带电状态,未配对的电子会积极寻找新的伙伴,所以它一直在寻找可以与其结合的新分子。当闪电将蓬松云层中的水分子分解时,将产生许多带电羟基。

大多数闪电并未真实接触地面,而是在空中呈之字形状穿过,驱散大量的云中水气,因此闪电会产生大量自由基电子,尤其是在强风暴天气,闪电作为大气空气净化器的关键就在于这些自由基电子。