为什么先打雷后看到闪电

雷声过后的闪电，闪电消失后电去了哪里？

这是一个很有意思的问题，说明题主对自然界发生的现象有很深的思考。从能量守恒的角度来看，在一个系统中，能量不可能无缘无故地产生或消失，其总量保持一个动态平衡，这就是我们经常接触到的能量守恒定律。至于地球大气中产生的闪电，我们也遵守这样的规律。之所以会有这样的疑惑，是因为我们对“系统”这个概念的把握不准确或不完整。

首先，我们来看看闪电是如何产生的。闪电虽然规模巨大，涉及范围广，但实际上是电荷中和反应的结果。它的产生依赖于空气体的剧烈对流，所以它在夏季的发生频率要比冬季高得多。闪电的产生必须在云中形成电荷不同的云层。当带正负电荷的云中的电积累到一定程度，就会形成足以击穿中间空气体的电位差，从而引发剧烈的电荷中和反应。

在空气体剧烈对流的过程中，当炽热的空气体上升时，其携带的水蒸气会因温度的持续下降而凝结，结晶成微小的冰粒，这些冰粒会因持续的对流而相互碰撞，从而聚集成不同体积和重量的冰晶。那些重量较大的冰晶会相对密集地分布在云层的下端。重量较小的冰晶会被气流带到更高的地方，在云层顶部密度大，带正电。空气体对流越强烈，空气体中水蒸气含量越高，该云层中不同性质电荷的上下分布就越明显，从而积累的电位差就越大。当电势差达到一定程度时，中间层的空气体可以被分解，空气体分子就会被电离。

在放电的过程中，会同时释放出大量的光能和热能，使周围的空气体剧烈膨胀，进而推动空气体形成冲击波。因此，我们会听到雷声。由于声速远低于光速，所以我们在看到闪电发生后，需要一段时间才能听到雷声。事实上，它们是同时发生的。有时，当云层高度较低时，当空附近或地面上的物体所携带的电荷与云层下端的电荷相反，并达到一定的电位差时，就会有一定的概率突破云层与地面之间的空气体，造成破坏性的近地闪光。

从能量转换的角度来看，闪电的发生需要能量的输入，即来自太阳辐射的太阳能、来自地球的长波辐射能等。，为空气体对流的产生和水蒸气的循环提供了能量来源。这些能量的注入提高了空气体分子和空气体中包含的其他杂质的内能。在空气体的强对流下，部分内能转化为物质的机械能，从而形成具有一定电位差的云层。在放电过程中空气体分子的机械能和内能转化为光能、热能和声能，分别用闪电和雷声表示。然后释放的光能、热能、声能会被空气体分子和表面物体吸收或反射，最终转化为物质的内能，从而实现能量的不断转化和循环。从地球整体来看，地球从太阳接收的能量和从外太空释放的能量空大体平衡，剩余的能量在地球大系统中循环。

关于这个问题，我们不妨延伸一下。既然我们看起来像闪电一样有这么大的能量，我们有能力也有必要利用它们吗？科学家们一直在密切关注闪电能量的研究。根据计算，如果从纯电荷的角度考虑，地球上单次闪电的能量基本在3亿到100亿焦耳之间。如果取50亿焦耳的平均值，那么每次闪电携带的能量相当于1400千瓦时，也就是1400千瓦时左右的电。这个数值估计很远。

按照平均每秒40次雷击的总量计算，每年地球大气中闪电释放的总能量约为1.76万亿千瓦时，其中也包含了约75%的远离地球的高空雷击。即便如此，我们假设毕竟这些闪电创造的所有条件(实际上我们是极难做到的)都可以被收集、储存和转换，那么相对于地球24万亿千瓦时的年总发电量，闪电的总电量只占我们目前常规发电量的7%左右。

但是，如果要测算这些高层建筑和收集储存雷电能量的仪器设备的建设，每年要花费数百万亿美元。单从性价比来看，目前对我们来说没有必要，也达不到预期的效果。况且我们还没有这样的能力。