云为什么会带电？而且还会带那么高的电流？

雷是云与云或云与地之间的放电现象，云为什么会带电呢？现行的理

论对此一筹莫展。理论和实践都指出，同种物质物体之间的摩擦，是

不会使物体带电的。更不可能使电势差达上亿伏。云与云间的放电的

原因被说成是有的云带正电而有的云带负电。同是由水蒸发形成的云，

为什么有的带正电而有的带负电呢？说云的上边带正电下边带负电更

是说不通。云下边的负电荷为什么不与云上边的正电荷中和而偏要与

地面的正电荷中和呢？再说，如果云团总体上是电中性的，那么，若

开始的闪电是由云向地则后来的闪电就应当是由地向云。然而，在现

实生活中，只要注意，每个人都可以观察到，云地放电的时候，电光

从来就是由云向地，无一次例外。这就说明，相对于地面，云永远是

带负电荷的。为什么会这样呢？下面的实验可以充分说明这一现象的

机理。

在一个新的搪瓷锅里盛上半锅自然水，通过石墨棒、电容器和导线将

水与大地连通。在干燥的环境下，随着水分的蒸发，电容器会逐渐充

满电荷。当对水加热时，这种充电的速度会大大加快。如果采用4微法

的电容器，每充电十几秒钟，在电容器的两端能轻易地测到十微安的

电流。电流的方向清楚地表明，水分蒸发时带走了负电荷。由所采用

的设备可以知道，这一过程中不存在化学反应的干扰。而且，这一实

验无论重复多少次，结果都是一样的。

从理论上说，带正电荷的氢离子与带负电荷的氢氧根离子同样都带一

个电荷，但氢离子的半径小得多，所以吸附作为极性分子的水分子的

数量和强度就大得多。这样，一个氢离子与水分子结合体的总质量远

远大于一个氢氧根离子与水分子结合体的总质量，后者就更容易随水

分子蒸发到空气中去。这就是云带负电荷的原因，也是海边和林中空

气里富含负离子的原因。

在由云变成雨，既由小雾滴逐渐变成大水滴的过程中，一定量水的总

表面积必然逐渐变小，这样，在同样条件下，可容纳的电荷量也就变

小啦。当云与云或云与地之间的电势差高到其不能承受的程度时，必

然会出现放电现象。开始是云与云之间的放电，这是负电荷重新均布

的过程，并不是某一块云带正电，另一块云带负电。正是由于雾滴带

负电荷，存在相斥作用，所以，不到万不得以是不会聚成水滴落下来

的。在雨的中后期或雨停之后，往往出现云与地间的放电。由于氢氧

根离子最终要在放出负电荷以后变成水和氧，特别是原子氧，原子氧

又可以与分子氧结合成臭氧。所以，云是空气中氧气，特别是臭氧的

一个来源。

知道了雷电的真正成因，象球形闪电的成因这类几百年来众说纷纭却

莫衷一是的问题，就变成很容易理解的事啦。

在干旱地区初迂雷雨时，雷雨的中后期易出现球形闪电。由于雨和雷

电的双重作用，大地表面暂时带上了负电荷。又由于雨水一时还未润

透的地表下部电阻较大，负电荷不能快速散开。在数量上，地表与云

中的负电荷之和应当等于地面深部所带的正电荷。所以，在距离较远

的时候，云中的负电荷永远有向地面运动的趋势。带有负电荷的云与

大地间放电的时候，由于与地表的同性电荷相斥、又与大地深部异性

电荷相吸的综合作用，一部分负电荷会在离地面很近时突然减速，被

留在被电离的空气中，沿着地表负电荷渐少、深部正电荷渐多渐浅的

方向运动。球形闪电的光能和动能是由消耗电场势能来维持的。如果

火球停止了运动，没有了由电场势能转化来的能量维持其发光，火球

将熄灭。与此同时，空气不再处于电离状态，也就不能再容纳那么多

负电荷游离出来的负电荷对地电势必然急剧升高，从而导致瞬间放电，

使电的势能变成热能和声能。这一过程完全可以在人造环境中模拟。

在弄清楚雷电过程的机理后，人们必将会创造出更加有效的避雷装置

和人工降雨设备，造福于全人类。

大气中很多离子累积摩擦所以就带电，大自然的威力很大，所以会带那么高的电流。目前关于闪电雷击等还存在很多争议，就包括基本的命题雷电的形成就有很多种说法，有很多争议。

应该是云层之间相互摩擦而导致不同的云层带不同的电荷！

如果我们在两根电极之间加很高的电压，并把它们慢慢地靠近。当两根电极靠近到一定的距离时，在它们之间就会出现电火花，这就是所谓“弧光放电”现象。

雷雨云所产生的闪电，与上面所说的弧光放电非常相似，只不过闪电是转瞬即逝，而电极之间的火花却可以长时间存在。因为在两根电极之间的高电压可以人为地维持很久，而雷雨云中的电荷经放电后很难马上补充。当聚集的电荷达到一定的数量时，在云内不同部位之间或者云与地面之间就形成了很强的电场。电场强度平均可以达到几千伏特／厘米，局部区域可以高达1万伏特／厘米。这么强的电场，足以把云内外的大气层击穿，于是在云与地面之间或者在云的不同部位之间以及不同云块之间激发出耀眼的闪光。这就是人们常说的闪电。