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雷(电)和雨是什么关系?

已有 3815 次阅读 2007-6-15 13:22 |个人分类:空中水科学|系统分类:观点评述|关键词:雷,雨

雷(电)和雨是什么关系?

张学文2002/7/3

(2006.5.7补充说明:这是2002年我写的一个短文,一篇类似文章我也登到本网站的论坛栏木的张学文论坛内)

青少年时我生活在天津,对于“雷雨交加”的自然现象并不陌生。确实,闪电雷鸣之后,雨更急或者下起了冰雹,这几乎是知识。

后来我学习气象学。老师写了满黑板的公式,也学了很多理论。遗憾的是这些知识从来没有涉及雷和雨的关系,气象理论总是让我们从丰富的水汽、很强的上升运动的角度理解降水。

看来,气象学家对“雷雨交加”这个词的认识可能还比不上文学家。

最近百科知识杂志上窦光宇的文章:迷人的太空工厂(2002.0623页)介绍了太空中的一些物理现象,说失重状态的小粒(如聚苯乙烯小球)在声音的作用下竟然可以聚在一起。这使我联想到“雷声”是否起着把小云滴很快变成大雨滴的过程。

不妨这样认为:积云密布的时候有非常多的小云滴存在,它们比较小而悬于空中。雷声使一种外在因素,它使小云滴聚合为大雨滴。于是雨量就跟着加大(雨量更急的维持时间与雷声的维持时间是一个数量级,但是出现在雷声之后)。小水滴变成大雨滴的过程是液滴的表面自由能(表面面积)的减少的过程。而雷声仅是触发作用不是能量来源。

记得过去谈及人工放炮消雹,有人就说是炮声预先把云滴集合为雨滴,得以避免出现冰雹(不是炸药的作用)。这个观点好像没有被权威认可。

过去一位人工影响天气工作者向我介绍一个实验:让一个鼓风机的出口向上,开动鼓风机可以使一些葵花籽悬于上升的气流中。如果突然有一声巨响,所有的葵花籽就都落了下来。这个物理过程是否对雷雨或者冰雹的形成也有启发性?

“雷雨交加“是生活体验,也是自然界提示我们雷电与暴雨或者冰雹有关系。气象学应当沿着这个定性思路往前思考。如果得到一个定量的物理图象并且可以说明成雨过程,我们关于降水的知识就就前进一大步。

定性的经验经常是科学理论的重要先导。我们有分析的义务,没有轻易否定的权利。雷电与暴雨冰雹的关系值得深入研究。

张学文2002/7/3

 



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