通常情况下,一半以上的闪电放电过程发生在雷暴云内的主正、负电荷区之间,称作云内放电过程,云内闪电与发生几率相对较低的云间闪电和云-空气放电一起被称作云闪。另一类闪电则是发生于云体与地面之间的对地放电,称为地闪,地闪和云闪的实际拍摄照片可参见图1-1、图1-2和图1-3。虽然最频繁发生的闪电是云闪,但是由于地闪对地面物体所造成的严重威胁,以及它的放电通道暴露于云体之外易于光学观测,因此目前对地闪放电过程已经有了相对较系统的研究。
Berger(1978)按照地闪先导所转移电荷的极性和运动方向将地闪分为四种形式,如图3-1 所示。第一种形式常被称为下行负地闪,占全部地闪的90%以上,它由向下移动的负极性先导激发,因此向地面输送负电荷;第二种闪电也由下行先导激发,但是先导携带正电荷,因此向地面输送正电荷,被称为下行正地闪,这种类型的闪电少于全部闪电的10%。第三和第四种类型的闪电由从地面向上移动的先导激发,被称为上行闪电(上行雷)。上行闪电一般比较罕见,通常发生在高山顶上或人工的高建筑物上。第三种闪电先导携带正电荷,因此对应于云中的负电荷向地面的输送,而第四种闪电则对应于负极性先导,因此将云中的正电荷向地面输送。随着目前城镇高建筑物的增多,上行放电有略增的趋势。利用火箭拖带细导线技术的人工引发雷电(见本书第六章)实际上是一种上行闪电。通常,将向地面输送负电荷的闪电(第一、第三种类型)称为负闪,向地面输送正电荷的闪电(第二、四种类型)称为正闪。
图3-1 四种不同类型的地闪示意图