颇能给人以启发的一篇文章！

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雷电新论


高中时就想写点自己对一些自然现象的看法，但是一直未能动笔。原因就是学做题考大学；一些国人或许觉得雷电并不重要，那是因为雷没劈到他，国外对雷电的基本理论也是深信不疑，这可能要用经济学里的需求决定供给原理了进行解释：18世纪中叶著名科学家富兰克林通过大量实验建立了雷电学说，发明了避雷针，满足了人类的安全需求，所以就没有人对雷电学说作过多思考。
大学里时间空得多，当我去食堂用完餐后有没课的情况下，对此作点过多思考。
由于我是学工商管理的，物理是“老外”，所以分析得会很粗糙，不过我认为没关系，也许我的一点细微的设想，便能让专业研究的人获得重大突破，需要讨论的请联系我，贵州财经学院07工商管理彭朝辉
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雷电的形成
传统定义雷电理论的核心内容是：由于受到强对流天气的影响，一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层之间的摩擦，或者是带电的云层对大地之间迅猛的放电。这种迅猛的放电过程产生强烈的闪电并伴随巨大的声音，形成雷电。
接下来要分析一下雷电形成环境，地球上雷雨几乎分布在世界各个角落除南纬６５°以南，北纬８２°以北的高纬度地区外，处于大气层的对流层。首先，我们来回溯一下闪电发生时的伴随现象：当闪电时，电光多为工字形，借光能看清，它是否在绕开极厚的云层，寻找与地面的最短距离。其次，闪电时，电光从地面往天空云层闪，由于雷电有很大的破坏力，目前人民对闪电的认识基本上是基于这上面的现象和一些被雷击后的地面现场痕迹。
传统的定义由于是建立在间接的试验基础上所以很容易出问题;另一个原因是处在18世纪中叶,雷电研究的观测手段没有今天如卫星这样发达。其次就是对其他的科学理论缺乏参照性，
所以，传统的定义，与其说是是定义，不如说是假设。都是云层，为什么带有不同的电荷？组成云层的主要成份是水蒸气，它的运动状态和烟雾一样，方向并不统一，而且多数是翻滚着前进；两个云团没有迎面撞击，当然也不会刚好“擦肩而过”，双方只会相互溶合在一起，那如何摩擦？雪雨天气也有大规模气流运动，怎么没有大规模的雷电天气？海底也有洋流运动，怎么没有闪电雷鸣？南极也有气流，怎么没有大规模的雷电天气。对这一系列的疑问，我不得不提出新的设想：切割地磁理论。
切割地磁理论背景

自19世纪上半叶法拉第的电磁感应定律以来，无论在什么场合，电和磁就总是分不开了，传统的雷电理论和切割地磁理论一个重大的区别在于前者把雷电的产生建立在单一的看得见而不能接近的云层上；而后者是把雷电的产生建立在看得见的云层和看不见的地磁上。

1820 年，丹麦著名物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，揭开了研究电磁本质联系的序幕，但反过来，磁能产生电流吗？19世纪中叶的科学热爱者会提出这样的问题，而今天就没这个必要了，1831年，是法拉第解决了这个问题，他建立了电磁感应理论，而且发明了发电机。人类发展到今天，如果回想过去，最让人觉得奇妙的就是人们发明的东西其实大自然里一直存在着。

法拉第用一根长为220 英尺的铜丝绕在一个圆筒上，线圈的两端连着一个电流计。当用一根磁铁插入或抽出线圈时，电流计就会发生偏转；如果磁铁在线圈中不动时，电流计就不动。他得出结论：只有磁铁在线圈中运动时才能产生电流。若静止磁铁旋转线圈就是所谓的发电机了。地球磁场的存在，已是个不争的事实，我们暂且不讨论它产出的原因。假设地球是个天然的磁场，如果现有一个足够大、足够快的导体对其作切割运动，电流的产生就成必然的了。我这里假设的导体便是本文的主角，它在整个切割地磁理论中扮演着重要的角色。那么，扮演导体这个角色需要什么条件呢？

水汽、云层能导电吗？

科学发展到今天是不难回答这个问题的，空气里充斥着数不清的尘埃，尘埃在传统雷电理论中的成云至雨的地位在切割地磁理论显然大部分还保留着。一试管纯净的水导电能力极弱甚至不导电，而一试管混有杂质的水就可以导电了；只有杂质，水的导电性能仍然不良，若给装有水且含杂质的试管加温，那导电性能是能显著提高的。很显然，雷电来临前的水汽、云层是符合这一要求的，是地面给它杂质，太阳给它加了温。得出结论：水汽、云层是能导电的。

水汽的运动

三圈环流理论自T.伯杰龙最先提出（1928）它表示在南北半球各有3个平行的风圈或风带在地表，副热带高压地区的气压较高，因此气流向极地方向流动。在极地地区，由于气温低，气流收缩下沉，气压高，气流向赤道方向流动。来自极地的气流和来自副热带的气流在60度附近相遇，形成了锋面，称作极锋。此地区气流被迫抬升，因此形成附极地低气压带。气流抬升后，在高空分流，向副热带以及极地流动，形成中纬环流和高纬环流。
以亚洲东部的中国大陆为例，雷电多且集中在夏季，冬季雨天少雷或基本上没有雷电天气。这说明了雷电的形成跟大气（气流）的温度有关，能证明这个因素成立的又一例是冬天的降雪未有雷电伴随，降雪同样也有明显的大规模气流运动。

地磁分布

地球磁位于地面600～1000公里高处，磁层顶离地面5～7万公里。在磁赤道附近，有一个特殊的界面，在界面两边，磁力线突然改变方向，此界面称为中性片。中性片上的磁场强度微乎其微，厚度大约有1000公里。中性片将磁尾部分成两部分：北面的磁力线向着地球，南面的磁力线离开地地球。


单独的地磁理论或单独的三圈环流理论对雷电的研究是毫无意义的，但是如果把两者联系在一起，那就另当别论了。最终界定了地球上雷雨几乎分布在世界各个角落除南纬６５°以南，北纬８２°以北的高纬度地区外的这个范围。
直接雷的形成
在强对流的天气里，暖湿的气流充当了切割地磁的导体角色。这就是地球两极和雪雨天气没有雷电的根本原因。大规模的暖湿气流往高空上升，切割地磁产生平均约1800A强度的电流，而地球本身就是一个电容器，通常大约稳定地带负电荷50万C左右，所以产生的电流与大地形成巨大的电压差，产生的电流跟地面相反，再以源源不断上升的气流为导体，对地面产生猛然放电，产生强烈的闪电并伴随巨大的声音，形成直击雷。在这个放电的过程中，云层与大地间的水汽仍然充当导体角色，而放电的过程即是寻找云层与大地间的最短最小的电阻距离，所以遭雷击的往往是高大的物体。
如果生活中仔细观察，就会发现直接雷多发生在雨前或雨初，对地面建筑的破坏也就是在这时候。
间接雷的形成
相对直击雷的就是云层之间的放电，这种放电不会对地面的人类造成直接威胁，但对正在对流层运行的飞行器就有破坏性了。间接雷是由于正在上升的气流所产生的正极电流和周边正在下降的雨水所形成的负极电流之间的放电，所以间接雷主要发生在雨中或雨后，规模小，放电强度弱。

电光为什么是从地面向云层？

降雨的类型有三种；锋面雨，地形雨和对流雨，笔者居住中国南方，雷电多发生在夏季午后，也就是对流雨多伴有雷电，对流雨是由于地面受热气流上升冷却形成降雨的过程，在中低纬地区，地球磁场线大致平行于地面，受热过的湿气流上升约600-100m后充当了导体对其作了切割运动，产生的电流跟地面相反，再以源源不断上升的气流（600-1000m）为导体，对地面产生猛然放电过程，形成雷电，由于近地面的水汽温度相对高一点，电阻小，所以放电的先后顺序是从地面到云层。

球形闪电是怎样形成的
球形闪电一般是直径10—20厘米的火球，呈红色、黄色或橙色。从产生到消失约4—120秒钟，亮度和大小几乎不变。它移动时发出嘶嘶声，消失时发出爆炸的巨响，振动能量足以破坏一般的建筑物。由于爆炸时空气发出了化学反应，生成了臭氧和一氧化氮，故球形闪电消失后有一股难闻的味道。其实球形闪电的并不属于雷电，它是雷电后的一种伴随的燃烧现象。是被雷电“吹”成的泡
地球两极和沙漠地区为什么没有雷电？
在切割地磁理论中，暖湿的气流充当了切割地磁的导体角色，地球两极地区，由于气温低，所以气流导电能力差；另一方面，两极地区的地磁基本垂直地面，而气流在两极的运动是复合下沉，所以不可能产生雷电。这就是地球两极没有雷电的根本原因
同样的道理，在降雪天气里，由于气温低，水汽导电能力差，虽然有大规模的水汽运动，也很难形成雷电。
切割地磁理论
由于暖湿水汽的上升或下降的运动对地磁交叉产生不同的电流之间或前者产生的电流与地面发生的瞬间发电现象，叫做雷电。
根据上述切割地磁理论，雷电的形成跟气流的速度、方向、温度和地磁的强度、方向有关。具体来说，如果气流温度太低以至导电性能低，将不能形成电流，同理如果速度太慢导致电流过弱也不行；如果地磁强度太弱或方向于气流并不交叉，也不能形成理想的雷电电流。
这样一来，雪天为什么没有雷电，南极为什么没有雷电这些问题就迎刃而解了，

想过用试验证明我自己的雷电理论，但缺乏一些具体条件。我设想在贵州黄果树瀑布做这个试验，时间最好是夏天午后，水温达最高值，在瀑布的顶端和低端用导线接上，测它是否产生的电流，我找过里面的普通管理员，他说不可以，他们要正常营业，夏季是他们营业高峰期。其实说到底就是试验会产生费用，而社会没有设有这些费用的开支，而我个人除了每个月家里给的四百元的学习生活费就没其他的了。
其实切割地磁理论早就有实例可证，如飞机等飞行物穿过雷暴电场时也可能触发雷电（Mazur，1989），水下炸弹试验产生的水柱也可引发雷电（Brook等，1961），2006年美国在一次发射火箭时也产生雷电现象。
大气层中的电磁现象通常只在水体表层200米以内有表现，再往深处由于水有良好的导电性就不受表层雷电的影响。所以海里虽然有大量的洋流运动，但是很少产生雷电。在发射火箭时，火箭巨大的金属身躯便是极佳的良导体，火箭上升切割地磁产生正极电流，而火箭尾部所喷出的暖湿气体则朝着相反的方向向下运动切割地磁产生负极电流，所以在不断上升的火箭和源源不断向下喷出的气流之间是会产生发瞬间轻微放电现象的。

由于一些生命起源学说认为，是雷电孕育了地球上的生命，他们通过模拟地球原始大气在密室中进行放电的实验，结果由无机物合成了11种氨基酸所以，一个正确的雷电理论，意义就深远了。

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这文章的麻烦是“切割磁力线会产生静电”；我们以前只知道会产生电流！