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| 雲的一種﹐由積雲發展而成﹐頂部嚮上突起作峰狀或塔狀﹐雲底烏黑色。在雷雨到來之前就出現這種雲。也叫積雨雲。 |
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（一）雷雨雲的宏觀結構
雷雨雲是對流雲發展的成熟階段，它往往是從積雲發展起來的。發展完整的對流雲，其生命史可以分為以下三個階段：
形成階段：這一階段主要是從淡積雲嚮濃積雲發展。雲的垂直尺度有較大的增長，雲頂輪廓逐漸清楚，呈圓孤狀或菜花形，雲體聳立成塔狀。這樣的雲我們在盛夏常常看到。在形成階段中，雲中全部為比較規則的上升氣流，在雲的中、上部為最大上升氣流區。上升氣流的垂直廓綫呈拋物綫型。在形成階段，一般不會産生雷電。
成熟階段：從濃積雲發展成積雨雲，就伴隨雷電活動和降水，這是成熟階段的徵象。在成熟階段，雲除了有規則的上升氣流外，同時也有係統性的下沉氣流。上升氣流通常在雲的移動方向的前部。往往在雲的右前側觀測到最強的上升氣流。上升氣流一般在雲的中、上部達到最大值，可以超過25—30米／秒(見圖1)。
消散階段：一陣電閃雷鳴、狂風暴雨之後，雷雨雲就進入了消散階段。這時，雲中已為有規則的下沉氣流所控製。雲體逐漸崩潰，雲上部很快演變成中、高雲係，雲底有時還有一些碎積雲或碎層雲。
圖1 一塊雷雨雲的氣流結構示意圖
（二）雷雨雲的微物理結構：
一塊成熟的雷雨雲，其頂部可以伸展到－40℃的高度(約l萬米以上)，而云底部的溫度卻在10℃以上。由于云體在垂直方向上跨過了這麽寬的溫度範圍，因而云中水汽凝結物的相態就很不一樣。在雲中有水滴，過冷卻水滴、雪晶、冰晶等(見圖2)。我們把雷雨雲按溫度高低來分層，便可以看：在溫度高於0℃的“暖層”的雲中，全部是水滴(包括雲滴)，在溫度0至－8℃的雲層中，即有較多的過冷卻水滴(溫度低於0℃的水滴)，也有一些雪晶、冰晶；在溫度低於－20℃的雲層中，由於過冷卻水滴自然凍結的概率大為增加，雲中冰晶的天然成冰核作用更為顯著，故云中基本上都是雪晶和冰晶了。在成熟階段的雷雨雲中，發生着非常復雜的微物理過程，在雲的“暖層”，有水滴之間由於大小不同而發生的重力碰撞，也有湍流碰撞和電、聲碰撞過程。同時，有大水滴在氣流作用下發生變形，破碎而産生“連鎖反應”；還有由雲的“冷層”中掉到“暖層”中來的大雪花、霰等的融化等。在溫度0℃至－20℃的雲層中，水汽由液態往固態轉移十分活躍，冰、雪晶的粘連，大冰晶破碎等也很頻繁。在低於－20℃的雲層中，也還有冰晶之間的粘連和大冰晶的破碎過程發生。在雷雨雲中發生的所有這些微物理過程，都可以導致雲中水汽凝結物電學狀態的改變，對於雷雨雲的起電有十分重要的貢獻。
圖2 一塊雷雨雲的微物理結構示意圖
（三）雷雨雲起電機理
雷雨雲起電的機理目前主要有四種理論：
水滴破裂效應：雲中水滴在高速氣流中作激烈運動，分裂成一些帶負電的較大顆粒和帶正電的較小顆粒，後者同時被上升氣流攜帶到高空，前者落在低空，這樣正負兩種電荷便在雲層中被分離，這也就是造成90％的雲層下部帶負電的原因。
吸電荷效應：由於宇宙射綫或其它電離作用，大氣中存在正負離子，又因為空間存在電場，在電場力的作用下正負離子在雲的上下層分別積纍，從而使雷雨雲帶電，又稱感應起電。
水滴凍冰效應：水滴在結冰過程中會産生電荷，冰晶帶正電荷，水帶負電荷，當上升氣流把冰晶上的水分帶走時，就會導致電荷的分離，而使雷雨雲帶電。
溫差起電效應：實驗證明在冰塊中存在着正離子（h+）和負離子（oh-），在溫度發生變化時，離子發生擴散運動並相互分離。積雨雲中的冰晶和雹粒在對流的碰撞和摩擦運動中會造成溫度差異，並因溫差起電，帶電的離子又因重力和氣候作用而分離擴散，最後達到一定的動態平衡。
綜上所述，雷雨雲起電可能是某一機理也可能是多種機理的效應而産生的。 |
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- n.: thundercloud, thunder-cloud, large dark cloud that can produce lightning and thunder
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