閃電總和雷鳴形影不離,因為閃電導致了雷鳴。在我們地球上,大約每秒鐘就要發生 100 多次閃電。
早在1752年,美國科學家富蘭克林就用他著名的風箏實驗,證明了閃電是大氣中的放電現象。但迄今為止,科學家們還沒能夠完全搞清楚云為什麼帶上電,又是怎樣形成閃電的。我們僅僅獲得了有關閃電的部分答案。人們尚未弄清楚雷雨雲是怎樣積聚起了如此大量的電荷,但科學家確確實實地知道這些電荷的存在。載有探測儀器的氣球升人云層中,探測到雲的頂部帶有正電,中下部帶有負電。大多數科學家認為,電的這種分佈是雲裡面的冰屑和水滴相互作用的結果。冰屑凍結帶有負電荷,它上面附著的水就帶上正電荷,雷雨雲中強烈上升的氣流將帶著正電荷的水滴帶到雲層頂部,就形成了雷雨雲之中電荷上正下負的分佈。
當雲內積聚大量電荷時,電場就變得足夠強,使本來絕緣效能很好的空氣一下子變成電的良導體,電子就從雲層中帶負電的部分流向帶正電的部分,迅速發生火花放電,這時便可以看到一次閃電。閃電可分為雲內放電、雲際放電和雲地放電三種,前兩種統稱為雲閃,第三種稱為地閃。由於地閃和人類活動關係最為密切,人們研究得最多的也是地閃。
地閃是發生在雲層底部和大地之間的強烈火花放電。當雷雨雲靠近地面時,在大地上感應出和雲所帶電荷異號的正電荷來,產生強大的電場。前面說過,當電場足夠強時,它將擊穿空氣,產生一條電離通道,使之變成電的良導體。雲層下部的負電荷就沿電離通道前進,因為它總是在空中尋找電阻最小的路徑建立通道,所以,負電荷在行進的過程中就有可能改變方向,這便是看到的閃電常常曲曲折折的原因。當前進到距地面10米左右時,地面上所感應的正電荷被吸引,沿前面所建立的電離通道流向雲端,伴隨十分明亮的發光,即我們眼睛所看見的閃電。雲層中的負電荷和地面上的正電荷這樣來回一次,產生放電,稱為一次閃擊。而我們看到的閃電雖然持續不到1秒鐘,卻包含了數次閃擊,有的多達10次以上。閃電的電流可高達10萬安培,當閃電通道內的空氣溫度上升到20000℃,使得空氣迅速膨脹,產生巨大壓強,壓強的傳播形成了我們聽到的雷聲。聲音的傳播速度大致為300多米/秒,而光的傳播速度要快100萬倍,因此,根據從看到閃電到聽到雷聲的時間間隔,可以很容易地估算出閃電離我們的距離。
地閃常發生在地面上突出的物體處,因而雷雨天氣不要到大樹下避雨,因為在空曠的野外,大樹最易被閃電擊中,而呆在屋內或低窪處是比較安全的。也不要在水池中游泳或接近池塘,因為水是電的良導體,一旦被閃電擊中,後果不堪設想。