雷暴是怎么形成的

雷暴是由旺盛的积雨云所形成的，伴有闪电，雷鸣和强阵雨的局地风暴，同时指产生这种天气现象的天气系统。没有降水的闪电，雷鸣现象，成为干雷暴。当雷暴过境时，气象要素和天气现象会发生剧烈的变化。强烈的雷暴甚至会带来冰雹，龙卷等严重灾害。

雷暴多发生在锋前的暖湿气团中。

暖湿空气被迫抬升形成高大的积雨云。上升空气变冷，水汽逐渐冷凝为水滴或冰晶。随着它们的相互碰撞，其体积变得越来越大，并最终穿透云层降落到地表。在降落过程中它们仍会相互碰撞并变得更大。

雨滴会使周围的空气温度下降，冷空气则下沉。下沉的冷空气与强烈上升的暧空气相互作用会带来强风，产生雷暴。

暴雨形成的过程是相当复杂的，一般从宏观物理条件来说，产生暴雨的主要物理条件是充足的源源不断的水汽、强盛而持久的气流上升运动和大气层结构的不稳定。大中小各种尺度的天气系统和下垫面特别是地形的有利组合可产生较大的暴雨。

雷暴天气中的云闪、地闪和“天闪”

问：如何理解云闪和地闪?

答：通常将闪电分为地闪和云闪两类，地闪指打到地上的闪电，云闪指发生在云内或云间的闪电，也就是所有没有打到地上的闪电。平均而言，地闪只占全部闪电的1/3以下，而云闪占2/3以上。闪电的发生与强对流云的发展密切联系，云内的第一个闪电几乎总是云闪，有些雷暴云中的闪电可能全部为云闪，所以云闪的研究和探测很重要，而且云闪信息也更具有强对流发展的预警指示意义。

问：是不是有一种放电是由云向天上闪，而不是向地下？

答：是的，发生在雷暴云和电离层之间的放电，叫做中高层大气瞬态发光事件，这里也可以比较形象地简称其为“天闪”，代表性的叫“红色精灵”（Red sprite）。其观测难度很大，一是因为发生时间短、位置又不能预测，很难捕捉到；二是发生高度高，必须在几十公里以外才能观测到，所以仪器灵敏度要求高。因为是光学观测，观测场地附近和光学观测路径上视野要好，不能有强光污染，有雾、霾或强降水都不行。

问：正负地闪是指带的正负电荷吗？

答：正地闪指把云中正电荷转移到地球的闪电；负地闪指把云中负电荷中和到地球的闪电。一般正地闪发生比例低，仅占全部地闪的10%以下，但是强度大，危害也大。负地闪回击的峰值电流强度一般为几万安培，中和电荷量为几库伦到几十库伦；而正地闪回击电流强度与中和电荷量要大几倍，甚至几十倍。

问：大气中产生正负电荷的概率是一样的吗？都是50%？

答：如果考虑地气系统一起的话，分离开的正、负电荷应该是同样数量的，电荷守恒。

通常大地带负电荷，晴天大气带正电荷，因此大气是微弱导电的，电流从电离层流向地面，近地面大气电场约为110伏/米，全球雷暴是维持电离层电位（相对地面250千伏至300千伏）和大气晴天电场的发电机。

问：上下行闪电和正负地闪有没有什么关系？

答：上下行闪电都指的是地闪。根据极性，也有上行正地闪、上行负地闪、下行正地闪、下行负地闪之分，只不过后两者相对前两者要多得多，第一种最少。

上行闪电，从高建筑物或高塔向上发展。通常地闪都是从云中向地面发展的下行地闪，而上行地闪较少见。随着城市高建筑物、通信塔、风力发电风机增多，这种上行闪电越来越多了。

问：球形闪电罕见吗？大概是怎么形成的？

答：可以这样形容球状闪电有多罕见：我们团队肉眼看见过、仪器观测过数百万次闪电，没有一次球形闪电。其形成机制也很难完全说清楚，物理学家理论和实验室模拟研究很多，理论和假说也不少。国际上的观测证据目前为止只有西北师范大学物理系的一次光谱观测，光谱特征大致支持一种所谓的汽化硅假说：地闪击中大地，土壤中的二氧化硅经闪电冲击，其中的硅被汽化成纯硅，汽化硅与空气中的氧气再结合时产生热量，产生球状发光气团。但问题是有些球状闪电前并没有发生地闪，所以应该还存在其他机制。球状闪电至今仍是我们不能完全解释的大气现象，太复杂。