本文将会从科学的角度深入探讨暴风雨是如何形成？雷电如何形成？闪电多久能击中你？怎么在野外躲避闪电？也许会颠覆你对这种自然现象的基本认知。晴朗的日子里，尽管有美丽的日落和令人愉快的天气，但是它并没有暴风雪天气那么吸引人。而暴风雪天气，虽然是狂风怒吼，电闪雷鸣，但它总会吸引很多人的关注，比如科学家和天气预报员、农夫和户外工作者、企业主和商人、飞行员和水手等，几乎所有的人都对它很感兴趣。但是，暴风雪带来的影响不仅仅涉及人类和人类的利益，它对整个生物圈都有影响，地球上的生物和自然资源都不稳定，它们都需要通过天气的变化来重新分配空气、水源、热量和气压。暴风雨的形成主要是因为低压区给空气带来了动力，以及大气由于太阳辐射降落到地球表面不同的地貌上，从而形成了暴风雨。
每一分钟时间内，全世界都有数百万计的、小规模的大气对流或者湍流发生，它们尽管很小，但其重要性却不可低估，因为它们既是由大规模的气流模式形成，又反过来对它有着深刻的影响。这些微观大气现象影响的范围从几英尺到几十码的（1码约为0.91米）都有，其持续的时间有几秒钟也有几分钟。其中没有什么坏处的旋风，它们仅能影响几英尺的范围，能在几秒钟之内把灰尘和碎片刮走，同时还会有危险的晴空湍流和暴雨，能把飞机撞落，除此之外，还有破坏性很强的、能持续一个小时的龙卷风。影响范围为1.25～1250英里的中等对流包括塔状积云和暴风雨天气，它们会产生咆哮怒号的狂风，掠过海洋或山谷的微风和天气锋面，并造成空气污染或者恶劣的天气状况。对于这种规模的天气对流，地球自转偏向力是影响它们运动的重要因素。影响范围在1250英里以上的被认为是持久的大规模气旋或反气旋、喷气流，在西风盛行的地带主要是大规模的低压气槽和高压脊。
湍流是一种自然存在的现象, 只要有空气就会有湍流发生.
任何一个地方的天气都会有很多相互作用的因素影响，从破坏性很大的沙尘暴到围绕地球的行星波。在某个时间内，某个地点可能会经历小规模的大气湍流、对流或者轻柔的海风，但有时也会受到大规模的天气锋面、旋风和与之相伴的喷气流的影响。所有这些天气变化及其动力，从好的方面来说叫作势不可挡，从坏的方面来说是毁掉一切，所以，我们要把这些天气变化分割开来一个一个研究，更好地了解它们的差异、强度及其特性。事实鸟类栖息时会面朝风来的方向。
气流进行的随意、没有秩序的运动，并且其运动形式完全无法预测，这就叫作天气湍流。热湍流是由热空气对流上升而引起的，当热气流里湿气足够大时，就会形成积云。机械湍流是由于气流在崎岖不平的地面上不断运动而形成的，这两种湍流形式都会经常发生，比如，没有固定形状的云彩、风把烟气吹散、蒸汽在冷却塔里翻滚、天气模式变幻莫测等这些现象都表明了大气湍流对于环境的影响。
大气湍流的规模可大可小，在任何高度都会发生，可能伴随有云彩出现也可能没有。直径只有几英尺的小规模的湍流在空气中经常发生，不同方向的微风在空中相遇时就会产生这样没有一定规律的旋涡。这种小小的尘卷风通常发生在城市的角落，在那里，不同街道的风在交叉口相遇，就会形成湍流。在干燥且满是灰尘的地区，或者是沙漠地区，如果天气炎热、阳光灿烂且没有风，由于对流的作用，热气上升，就会引起大气快速旋转。这种尘旋风会刮起尘土、树叶、干燥的谷秆以及其他分量较轻的碎片，它基部的直径可以达到几米长，有时向顺时针方向旋转，有时向逆时针方向旋转。
这种不停旋转的大气不像龙卷风那样是漏斗形状的，它也不依附于任何一朵云彩；相反，它的上下端比较宽，中间比较窄，就像两个顶端连在一起的圆锥体一样。
它通常位于离地面100～300英尺的高度，在沙漠地区，它甚至能达到2000英尺的高度。它移动缓慢，且飘忽不定，只能存在几分钟，很快就会和其他的热空气合在一起。在更高一些的太空中，那里的大气湿度较低，且风势多变，所以那里容易形成晴空湍流，尤其是在喷气流附近、风速最高的地方。在空中相遇的时候，晴空湍流会让人感觉就像在洗衣板上洗衣服一样。
一般来说，美国上空的商业航班每隔一天都会遇到较大的湍流，有时湍流会比较剧烈，甚至会让飞机坠落200英尺，空乘人员和食物盘子等所有没有系在座位上的东西都会被甩到天花板上。1997年12月，一架飞往日本的大型喷气式客机在遭遇晴空湍流的几秒钟之内，垂直降落几百英尺，致使一名妇女死亡，102人受伤。最近的研究发现，湍流的运动也不是完全随意的，它有时也会是有些规则的、可以预测的旋转形式，这种发现可能会让我们更多地了解这种危害性极大的大气运动形式。
在积雨云及其同类的其他云彩存在的过程中，一次中等规模的暴雨会引发几场小规模的暴雨，要充分了解它们之间的相互关系、成因和结果，我们需要知道暴风雨的类型和它们形成的过程以及它们的结果。
为了方便，我们把暴风雨中的向上气流和向下气流都用细胞来代替。事实被国家气象观测组织分类为强烈的暴雨必须有以下特征：
直径为3/4英寸或者更大的冰雹；
速度超过每小时58英里的狂风；龙卷风，规模和持续时间不限。
暴风雨根据它们的规模和其细胞的力度被分为单一细胞暴雨、多细胞束暴雨、多细胞线暴雨和超级细胞暴雨。单一细胞暴雨在气流上升凝结的时候，由于对流不稳定，在基部形成积云，如果在这时，上升的气流比周围的空气温暖湿润，那么这块云彩就会继续上升，成为塔状积云。不过，最终上升的气流升到一个高度，其气温低于周围的环境，这时它的浮力就会减小，开始下沉。如果暴雨较大时，直到上升气流升到温暖的平流层时，才会开始下沉，因为那里的气温会随着高度的增加而升高，或者一直保持常温。
塔状积云
上升气流的温度和周围环境的温度相同时，它所处的高度就叫作均衡高度，这时上升气流顶端的空气已经不再有浮力，但上升气流继续推动空气向上前进，等气流越来越多的时候，空气就开始水平散开，然后凝结，形成充满冰粒的砧状云，覆盖在塔状积云上面。这标志着它开始向积雨云过渡。因为这种上升的空气能产生很大的动力，它有时能超过这种均衡高度，穿破砧状云，在它顶上形成一个沸腾一样的圆顶，它超过均衡高度的距离，可以被红外线卫星发现，所以它常被用作衡量其力度的指示器。
当云彩里的冰粒和水滴逐渐变大，能够克服上升气流的力量开始往下坠落时，就到了暴风雨的成熟阶段。降雨把较冷的空气从云层的高处往下拖到温暖的下层，从而产生向下的气流。上升和下降的气流气温不同，从而产生了强烈的向上和向下的动力，这时降雨最为猛烈。
事实在恶劣天气下，很多鸟类都不会离开自己的巢穴去寻找食物，因为这样做需要花费很大的力气，找到的食物也根本无法补充体力。
在暴风雨爆炸性增长和降水之初的阶段，云彩中的冰粒和水滴会不断变大，相互作用、相互碰撞，从而产生静电。有人认为，这些小粒子会在云层上端产生正电荷，而不断降落的大的雨点则会产生负电荷，所以积雨云的上端就带有很强的正电荷，而下端则带有负电荷，这样就在暴风雨周围几公里的地面上产生了正电荷。
a．增长阶段
热气流上升水汽凝结，形成塔状积云，其基部位于凝结高度
b．成熟阶段
塔状积云的顶端达到均衡高度并水平伸展开来，冰粒都位于砧状云的顶端。降水产生下降气流和更加强有力的垂直运动，电荷逐渐集聚，最终产生闪电。
c．消散阶段
下降气流最终会带来干冷的空气，温暖湿润的空气
c．消散阶段
下降气流最终会带来干冷的空气，温暖湿润的空气逐渐减少，上升气流停止，降水逐渐停止，积雨云渐渐消散。
a．正电荷在云彩上端逐渐集聚，负电荷都聚在云彩的底部，这就使得地面产生了正电荷。b．c．d．e．一道光线从云彩中出现，携带着负电荷冲向地面，速度很快，肉眼无法看见。
f．大树或者高层建筑会产生负电荷，它们遇到从云彩中来的光线，会产生一种电离波。
g．一道明亮的带有正电荷的回返闪流从地面冲向云彩，从过热的空气里产生一种激波。
h．从云彩到地面形成一种激射导流，沿着同样的轨道向下发射。
i．第二个回程返流产生。回程返流和激射导流这样重复几次形成闪电。典型的闪电产生时间为30～300微秒，而闪电持续的时间一般为半秒钟。在一英尺的距离上，正负电荷的电压差就达到了7500伏，在整个云层中有数百万伏电压！一旦电压差超过了大气的绝缘能力，就会产生闪电，形成电路，把集聚起来的静电消耗掉，这样，雨云就正式转变成暴风雨。暴风雨的第一次闪电通常都在云彩里面爆发，
两种电荷之间的电路形成，引起发光，很快，闪电就会在0.2秒钟的时间里照亮积雨云的内部，据估计，其电量足有几千安培。接近地面的闪电所携带的电流更大，仅在美国，每年被闪电击中致死的人数就多达上百人，所损坏财产多于4千万美元，而且还引起上万起大火，毁掉了价值5千万美元的林木。
我们肉眼看见的从云彩到地面的单次闪电通常是由几个连续的闪电组成的，并且方向不同。首先是一个梯级先导从雷雨云里出现，这种梯级先导由发光电子组成，它的移动不是连续性的，一次约有150英尺，用时百万分之一秒，两步之间停顿的时间约为50微秒，一路将电荷集聚在朝向地面的电流里。在到达地面附近时，梯级先导可能会把一个正电荷电流吸引到上方，把它拦截住，并和地面形成一个完整的电路。云彩这时会发生短路，然后一道闪亮的回程返流会以60000英里/秒的速度上升，携带电流为30000～200000安培，每百万分之一秒电流急剧增加。电流瞬间增加会很快让周围空气的温度迅速增高，超过50000华氏度，空气受热迅速膨胀，把周围的空气挤压在一起，产生一种激波不断向周围扩散，形成声波。
发出隆隆声的就是闪电。因为声音传播的速度相对较慢，附近响起“咔嚓”的声音以后，接着才能听到隆隆的雷声，其实，响雷是在闪电之前发生的。
在第一个回程返流结束以后，云彩里面又会出现小电流（它们预示着下一次回程返流的开始），接着又会出现发光的激射导流沿着同样的轨迹回到地面，然后第二次向上的回程返流又开始了。云彩和地面之间的闪电通常由3～4个单独的返流组成，有时甚至达到20个或者更多，它们都会在不到一秒钟的时间内发生。
一般来说，闪电到来之时，暴雨也同时到了。单一细胞的暴雨通常会持续20～30分钟，它会带来危险的闪电和倾盆大雨。如果有对流的情况发生，一群单一细胞暴雨会融在一起，作为一体进行移动，同时每一个细胞都处于其生命周期的不同阶段。这些多细胞束暴雨力量会更为强大，它们对地面进行攻击的时间会长达一个小时甚至更久。
由于闪电传播的速度非常快，为186000英里/秒，所以它一发生，立刻就能被看见，而声音的传播速度较慢，大约每秒钟为1/5英里，要估计闪电发生的距离有多远（以英里计算），你可以在看见闪电之后和听到雷声之前计数，然后再用这个数字除以5。如果你数了10～15秒，这就说明闪电就在2～3英里之外，要赶紧找地方躲避。听上去连续不断的闪电可能会间隔2～3英里远，说不定你就会是下一个目标，千万不要自以为暴雨离你所处的位置还远就很安全，闪电会穿过晴空，击倒离暴雨好几公里地方的人或物，所以有个成语叫作“晴天霹雳”。一定要记住这个“30～30”原则，也就是说，当你看见闪电的时候，要赶紧数数，直到你听到雷声，如果你数到了30，或者小于30，说明你所在的位置非常危险，一定要找地方躲避，等待最后一个闪电过去30分钟后再出来。
叉形闪电
这是一种典型的从云彩到地面的闪电，也叫作树枝闪电。
纸板闪电
这是一种云层内的闪电，无法用肉眼看见闪电的发散形光束。
热量闪电
这是从远处看见的从云彩到地面的闪电，听不到雷声，颜色呈红色或橙色。
带子闪电
这是一种很罕见的从云彩到地面的闪电，通常发生在猛烈的风和视线垂直的时候，闪电的发散型光束往一侧传播，后面有一连串的闪电，使得肉眼看到的光线变得很宽。
珠子闪电
这是一种从云彩到地面的闪电，某一段闪电发出的光线要比其他的地方更亮。它也可以叫作珍珠闪电或者链子闪电。
球形闪电。
这种闪电极端罕见，就像一个直径为1～3英尺的发光的球体一样，这个球会快速从各种物体中穿过去，或者会在空中飘浮，它通常会发生在闪电之后，持续时间为几秒钟到几分钟，通常还会伴随有“咝咝”的声音，但是消失时却无声无息。虽然有人观测到这种闪电，并且媒体也有所报道，但是科学上并未证实它的存在。
圣埃尔默之火闪电。
这是位于尖顶物体上面的淡绿色或淡蓝色的发光的东西。人们最初在船只的桅杆上发现了它，因此就以水手们保护神的名字来命名它。它其实是电场朝向天空的正电荷和云彩中的负电荷相遇时，发出来的柔和的光，严格说来，这种现象应叫作电晕放电。红妖精闪电、蓝喷气流闪电和绿精灵闪电。这些都是最近发现的形状不同、颜色各异的闪电，从暴风雨的顶端向高空发射，它们会同时发生在云层里面。
容易被闪电击中的六种最常见的活动：
一、使用或修理电器。
二、使用电话。
三、打高尔夫球。
四、在农场或建筑设备内工作。
五、划船、钓鱼、游泳。
六、在空旷的野地里游逛。
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以下几种救生常识都来自于美国国家气象观测组织的灾害防备节目。
不要在一棵孤零零的大树下避难。孤零零的大树，尤其是高树，很容易吸引闪电，被闪电击中，
在暴雨中站在树下比其他任何举动都容易招致死亡。
如有可能，一定要进入户内。很多由于闪电造成的死亡和伤害都发生在户外，在户内发生的伤亡者屈指可数，而且大多都和使用电器、卫生器具有关，或者死于闪电引起的火灾。
不要成为周围最高的物体。
要是确实无法进入户内，尽量不要站在山顶、开阔的田野或者船上。
要事先做好计划。
事先要了解天气预报里的最新天气信息，
最好用调频收音机仔细去听。要对天气变化非常留心，
另外还要给自己留出时间去到安全的地方。
不要待在水里。
不管你是在游泳池里、湖里还是在海洋里，都要赶紧出来，不要待在岸边。
要远离农场和建筑设备。
除非那里有封闭的金属网，同时要远离摩托车和自行车。
不要离金属栅栏太近。
金属管道、栏杆以及其他的金属线路等从很远的地方都可能向你传导电流的东西，都要远远避开。
不要使用高尔夫球杆、铝制的网球拍或其他金属物体，
要尽快去安全的地方。
一定要分散开。
如果一群人遭到暴风雨的袭击，成员们一定要分散开来，这样，如果闪电击中了小组成员，至少受伤人数可以降到最低。
最后一招。
如果你无法进入室内或找到合适的避难所，自己一个人被困在开阔的平地上，突然，你发现自己毛发直竖，这就表明你的身体已经带电了，你很快就会成为闪电击中的目标，这时你要立刻跪倒在地上，弯腰向前，双手放在膝盖上，这个姿势虽然并不一定会阻止你被击中，但是如果你想降低自己的高度，免得受到闪电击中，同时又要尽量减小你和地面之间的电流，这是最好的一个折中办法。有时被闪电击中后仍能存活，有2/3被闪电击中的受害者最后都完全康复了。
死亡神话一
闪电不会两次击中同一个地方。错误！如果一个地方暴露在闪电的范围内，其特征也符合被闪电击中的条件，那它就很可能会经常被击中。“要选择阻力最小的一条路”这句话也表明闪电很可能会击中同一个地方很多次，因为那个地方已经比较暖和，很容易遭到闪电袭击。
死亡神话二
穿橡胶底的鞋子可以防止闪电袭击。我们分析一下。一个巨大的火球穿过几英里路程猛扑过来，携带着数千安培的电流，就凭你半英寸的橡胶就能阻止它吗？肯定是错误的！
死亡神话三
遭遇暴风雨时，汽车是最安全的地方。这个说法也不完全正确。假设我们所说的不是敞篷车，汽车确实是比较安全，因为汽车的车体由金属制成，它会把电流引导到四周的地面上，前提是你不要触摸车里面任何一样金属制品。汽车的橡胶轮胎不会使汽车绝缘。在暴风雨里，安装有避雷针的建筑会更加安全。
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