暴風雨の電力はどこから来ますか?

雲が帯電するには、電荷の分離が発生する必要があります。したがって、雲を構成する粒子はプラスまたはマイナスの電荷を持っている必要があります。科学的な議論は次の疑問を中心に展開します: 雲の粒子はどのようにして帯電するのでしょうか?前世紀において、対流、誘導、非誘導という3 つの主要な理論が議論されてきました。

対流理論では、嵐雲の帯電は、上昇気流によって垂直に運ばれる雲の底部の陽イオンの蓄積によって発生します。プラスイオンは雲の上まで上昇します。この領域では、陽イオンが環境から陰イオンを引き寄せ、最終的に雲の内部を通って側縁に侵入します。取り込まれた空気は雲の空気に比べて冷たくて密度が高いため、下向きの動きを引き起こし、マイナスイオンを雲の底に運びます。すると雲は二極化します。

垂直運動は対流雲の電荷分離にとって重要ですが、対流理論は雲底の下の陽イオンに関して大きな問題を抱えているようです。これが起こるには、その地域で事前に電気雲の充電が行われている必要があります。したがって、対流理論は通常、雲の帯電の初期メカニズムとして無視されます( SAUNDERS, 1993 )。

帰納理論は、雲の分極は垂直電場の存在に依存することを示唆しています。この電場は雲の粒子を分極させるように作用します。上昇流に乗って上昇する小さな粒子が、雲の中を落下する大きな粒子と衝突すると、電荷の中和が起こります。中和後、粒子は帯電した軌道を続けます。衝突は固体粒子間で発生するため、氷の粒子になります。液体粒子は衝突後に合体する傾向があります。

クリスチャンらによると、 (1980) によると、帰納理論には帯電過程に穴があり、雷雨の最初の放電を説明できる可能性は低いでしょう。著者らは、ひょう粒子の高い電荷値を説明するには他のプロセスが発生する必要があると示唆しました。

非帰納理論は、今日の科学界で最も受け入れられています。レイノルズ・ブルック・ゴーリー理論としても知られ、 レイノルズらによって提案されました。 (1957)そして、嵐の雲は、電場の事前の存在を必要とせずに、氷の粒子間の衝突によって電荷の分離を生成することを示唆しています。

レイノルズら。 (1957)嵐雲の帯電プロセスを理解するために室内実験を実施しました。彼は、クラウドの電化に外部要因が関与しないこの種の研究の先駆者でした。著者らは、ひょうの粒子と氷の結晶との衝突によって電荷分離が発生し、雲が帯電することを観察しました。

電荷移動は、氷粒子間の衝突中の質量交換によって発生します。温度が-15℃以下の雲の領域では、衝突後にひょうはマイナスに帯電し、氷の結晶はプラスに帯電します。 -15℃を超える温度の雲領域では、その逆が起こります。この電荷分離の結果、雲の三重分極が生じます。