在炎热的夏天，太阳把地面部分水分蒸发为蒸汽，并随受热的地面空气上升，和高空的冷空气形成对流。上升气流中的水蒸气凝成小水滴，许多水滴浮在空中形成积云。此外，水平移动的冷气团或暖气团，在其前锋交界面上也会形成极大面积的积云。浮在空中的水滴在上升气流的冲击或强烈气流的吹袭下，会分裂为小水滴和大水滴。而小水滴带负电，大水滴带正电。小水滴很容易被气流带到另一空间，形成带负电的云；大水滴群带正电形成带正电的云，统称为雷云。雷电是一种大气中带有大量电荷的雷云放电的结果。大气中饱和的水蒸气的水滴在强烈的上升气流作用下，不断分裂而形成了雷云。水滴在分裂过程中所形成小的水滴是带负电的，而其余大的水滴则是带正电的。带负电的水滴被气流携走，于是云就分离成带不同电荷的两部分。当带电的云块临近地面时，对大地感应出与雷云极性相反的电荷，三者之间组成了一个巨大的“电容器”。

雷云中电荷的分布是不均匀的，当云层对地的电场强度达到25～30kV/cm时，就会使它们之间的空气绝缘被击穿，雷云对地便发生先导放电，如图817（a）所示。当先导放电的能路到达大地时，大地和雷云就产生强烈的“中和”，出现数十至数百千安强大的雷电流，这一过程称为主放电。主放电电流是全部雷电流中最主要的部分，主放电到达云端时就结束了，然后云中的残余电荷经过主放电通道流下来，称为余光阶段。主放电的温度可达20000℃，使周围的空气猛烈膨胀；并出现耀眼的闪光和巨响，我们称它为雷电。

图817　雷云图(www.daowen.com)

（a）雷云对地放电示意图；（b）雷电流波形图

由于云中可能同时存在着几个电荷中心，所以第一个电荷中心的上述放电完成之后，可能引起第二个第三个中心向第一个通道放电，所以雷电往往是多重性的，每次放电相隔600μs到0.8s，放电的数目平均为2～3次，最多曾记录到42次。但第二次及以后的放电电流一般较小，不超过30kA。