【闪电（】lightning）大气中发生的火花放电现象。它通常在雷雨云情况下出现，壮观而又引入注目。但在两层云、雪暴、尘暴以及火山爆发时，偶尔也会出现。闪电按其发生的邻位可分为云内放电，即在一块云的不同部位之间的放电现象；云际放电，即在两块云之间发生的放电现象；云地放电，即云一地之间的放电现象。前两种统称为云放电或云闪，后一种亦称为地闪。地闪只占闪电总数的1／3－1／6，并随地区而异，温带地区比值高，热带地区比值低。

由于地闪对人类活动和生命安全有较大威胁，所以对地闪研究远多于云闪。除以上三种闪电外，偶然在云体与空气中的见荷密集处之间也会发生放电，称为空中放电。闪电的形态除最常见的线状闪电而外，还有链状、片状、带状、火箭优、球状等，尤以球状闪电引人注目，并展开了较广泛的观测与研究。

人们所说的闪电，通常指看来只是一瞬间闪光的线状闪电，通过博伊思相机之类的高速摄影仪器，揭示出它实际上是沿空间同一条通道、彼此相隔百分之几秒的许多相继的放电成分（闪击）所构成的。一次云一地闪电整个持续时间约0．2秒，约输送数十库仑负电荷。由于闪电现象与气体放电、等离子物理等学科有关，所以广泛开展了闪电物理学的研究，成为大气电学的重要内容。

闪电这一自然现象远在人类出现之前在地球上就已经存在。雷电发出划破长空和炫目的闪光以及隆隆雷声，造成人畜伤亡，乃至点燃燎原大火，令人震撼。闪电现象的剧烈和种种威力，不能不在远古人类的内心产生畏惧和神秘感，并慢慢形成为对雷电的崇拜并演变出“雷公”和“电母”的神话。

《山海经》中有多处关于雷神的记载，称雷神是“龙身而人头，鼓其腹”。大约在唐宋时期，闪电之神变成电母。唐朝崔致远写道，“使电母雷公，凿外域朝天之路”。宋朝和元朝之后，电母更有了名和姓，雷公和电母也被赋予代表上天惩恶扬善的职能。这种对雷电的崇拜同样出现在世界许多其他古老民族。保存了印度最古老神话的《梨俱吠陀本集》，其主角天神因陀罗是雷雨之神。希腊神话中居于诸神之首的是雷神宙斯。维柯《新科学》认为，雷神崇拜是宗教的起源，并认为“宙斯”这个词的发音是模拟雷声的，这和汉字“龙”的发音模拟隆隆雷声的方式是一致的。《印第安神话和传说》中的雷神，成了创造人类的始祖神。但是除了神话，在中外历史文献中留下了许多古代关于雷电和雷击灾害事件的精彩生动的记录，也不乏带有朴素唯物主义成分的关于雷电成因的论述。例如，沈括在《梦溪笔谈》中有雷电熔化金属详细情况的记载：“内侍李舜举家曾为暴雷所震。其堂之西屋，雷火自窗间出，赫然出檐。人认为堂屋已焚，皆出避之。及雷止，其舍宛然，墙壁窗纸皆黔。有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然。人必谓火当先焚草木，然后流金石。今乃金石皆铄，而草木无一毁者，非人情所测也。”南宋庄绰在《鸡肋篇》中讲到：“余守南雄州，绍兴丙辰年（1136年）八月二十四视事。是日，大雷破树者数处，而福慧寺普贤像亦裂，所乘狮子凡金所饰与像面皆销释，而其余采色如故。与沈（括）所书盖相符也。”

在古希腊亚里士多德的著作中也有过一条类似记载：“据说曾经雷击的一支矛，它的铜头是被熔化了的，其木柄却全无损坏”。对于18世纪以前的古人来说，雷击房舍和物体，能够熔化金属，却未损坏木质之类的绝缘材料的现象是难以解释的。关于雷电的成因，在我国古代有两种学说：一种是战国时期慎到首先主张的“摩擦形成说”。他认为“阳与阴夹持，则磨轧有光而为电”。另一种是汉代王充等所主张的“爆炸起电说”，他在《论衡·雷虚篇》中用“一斗水灌冶铸之火，气激襞裂，若雷之音矣”。王充对雷电现象的季节性变化也有过精彩的叙述，他写道：“雷者，太阳之激气也，何以明之？正月阳动，故正月始雷。五月阳盛，故五月雷迅。秋冬阳衰，故秋冬雷潜。”意思是：春季太阳热力作用渐强，有雷电开始发生；夏季太阳热力作用强盛，雷电活动频繁；秋冬太阳热力作用已经衰弱，雷电现象就很少了。因此说雷电由太阳热力所激发。在西方，亚里士多德认为闪电和雷声是从地表发散出的干和湿散发物相互作用的结果，随着散发物的冷凝形成云，云越积越浓密，干的散发物受到排斥，干散发物撞击浓密的云，发出雷声。

18世纪随着物质电性质的发现，一些科学家注意到电火花发出的声音和表现类似于闪电和雷声，虽然自然雷电现象要更加强烈。所以他们提出雷暴以某种方式产生电，再通过闪电形式放电。富兰克林（Benjamin Franklin）在1751年建议利用高的金属杆把云中的电引下来，他设计的方案见图11a，图中金属杆与地绝缘，观测者手持的地线接近金属杆，当雷雨云经过头顶时在金属杆与地线之间有电火花跳过。之后法国皇家宫廷决定进行富兰克林所描述的实验，检验云是不是带电，1752年5月10日实验成功了。1752年6月富兰克林也成功地进行了著名的风筝雷电实验，几乎同时还有其他科学家利用金属杆、风筝和气球继续进行这一实验，俄罗斯科学家里赫曼（Richman）在实验现场遭雷击牺牲。

接着在1752年9月富兰克林又设计和进行了获得雷暴电极性的实验， 他在他的房顶安装了3 m高的闪电柱（lightning rod），柱的下端连接一个铃；地线跟闪电柱间距15 cm，顶端也设置一个铃；在柱和地线之间吊挂一个金属球。当雷暴云过头顶时，闪电柱下端铃上带有云感应电荷，悬挂的金属球受到静电感应并被吸引向右侧运动，与右侧铃接触，得到同极性电荷，受到排斥再向左摆动；又与左侧铃接触，释放电荷后，便继续在左右两个铃之间往返摆动，发出铃声，警示主人自己正临近雷暴。而且只要再用一个带已知极性电荷的小球靠近悬挂的金属球，便能够决定雷暴云感应电荷的极性。（提醒读者：这个装置是早期实验用的，有遭受雷击的危险，不能简单地模仿试验！）富兰克林在实验研究的基础上进一步提出了利用闪电柱（即避雷针）的防雷方法，其基本原理沿用至今。另外，几乎在同时代，一些法国和意大利科学家观测揭示了大气存在晴天电场。

正是18世纪以富兰克林为代表的一批杰出科学家进行的大量开创性科学实验，初步揭示了雷电是雷暴云放电的本质，自远古时期就弥漫在人类心头对雷电的迷惑开始散去，初步奠定了雷电科学的基础。由于观测手段的局限性，此后的一个多世纪，〖JP+1〗科学界对于自然雷电特性和规律的认识没有实质性进展。雷电科学知识的下一个新飞跃是在20世纪高速照相技术和新的大气电场观测技术发明以后，尤其是20世纪最后二三十年内，随着微电子技术、计算机技术以及卫星遥感技术相继应用到雷电的观测研究中，对雷电特征和规律性的认识有了很大的丰富和深化，雷电监测和防护技术有了很大的发展，但是对于雷暴云起电机制、闪电启动和传播规律以及接地过程和防护方法仍然存在许许多多需要深入研究的课题。

超长距离的闪电放电产生强大的电流，同时还会伴随强烈的发光、高温、电磁辐射，冲击波和隆隆雷声，光、电磁和声发射是同一个闪电放电过程产生的不同物理效应和现象，习惯上对闪电和雷电两个名词的含义常常不加区别。

研究表明，由于雷雨云内云电荷的逐渐累积和正负电荷中心的分离，在云内，或云地，或云空之间造成强电场，其中一定局部区域内电场强度达到空气击穿阈值（一般150~250 kV/m以上），形成导电性的先导；先导形成后在那个强电场中又可以自持传播，以至于云间闪电通道可以传播几千米至几十千米，云地闪通道长度也可能超过几千米至10 km以上。

需要说明的是，人们已经观测到地球大气沙尘暴、地震和火山喷发时也发生大气放电事件，其放电通道一般超过几米至数百米，也是一种跟闪电相类似的大气放电现象，另外还发现地球中层大气出现多种形态的低亮度放电现象，如幽闪（sprites），蓝色激闪(blue jet)，晕闪(elves)等，观测到其他行星大气中也存在闪电现象。为了确切起见，学术界在论述这一系列放电现象时，都采用某种放电事件，例如火山放电事件的称呼，以区别于跟雷暴相联系的闪电含义。

根据关注的特征不同，闪电的分类有多种形式：按照闪电通道是否触及地面，一般把闪电分为云地闪电和云闪两类；按照发生的空间位置的不同，云闪又可分为云内闪电、云际闪电和云空闪电。

闪电按形状又可分为线状闪电、片状闪电、球状闪电、带状闪电、联珠状闪电、火箭状闪电、黑色闪电等。

线状闪电 线状闪电与其它闪电不同的地方是它有特别大的电流强度，平均可以达到几万安培，在少数情况下可达20万安培。这么大的电流强度，可以毁坏和摇动大树，有时还能伤人。当它接触到建筑物的时候，常常造成“雷击”而引起火灾。线状闪电多数是云对地的放电。

片状闪电 片状闪电也是一种比较常见的闪电形状。它看起来好像是在云面上有一片闪光。这种闪电可能是云后面看不见的火花放电的回光，或者是云内闪电被云滴遮挡而造成的漫射光，也可能是出现在云上部的一种丛集的或闪烁状的独立放电现象。

球状闪电 球状闪电是闪电形态的一种，亦称之为球闪，民间则常称之为滚地雷。是一种十分罕见的闪电形状，却最引人注目。它像一团火球，有时还像一朵发光的盛开着的"绣球"菊花。它约有人头那么大，偶尔也有直径几米甚至几十米的。球状闪电有时候在空中慢慢地转游，有时候又完全不动地悬在空中。它有时候发出白光，有时候又发出像流星一样的粉红色光。球状闪电"喜欢"钻洞，有时候，它可以从烟囱、窗户、门缝钻进屋内，在房子里转一圈后又溜走。球状闪电有时发出"咝咝"的声音，然后一声闷响而消失；有时又只发出微弱的噼啪声而不知不觉地消失。球状闪电消失以后，在空气中可能留下一些有臭味的气烟，有点像臭氧的味道。球状闪电的平均直径为25厘米，大多数在10～100厘米之间，小的只有0.5厘米，最大的直径达数米。球状闪电偶尔也有环状或中心向外延伸的蓝色光晕，发出火花或射线。颜色常见的为橙红色或红色，当它以特别明亮并使人目眩的强光出现时，也可看到黄、蓝和绿色。其寿命只有1～5秒，最长的可达数分钟。

球状闪电的行走路线，一般是从高空直接下降，接近地面时突然改向作水平移动；有的突然在地面出现，弯曲前进；也有沿着地表滚动并迅速旋转的；运动速度常为每秒1～2米。它可以穿过门窗，常见的是穿过烟囱后进入建筑物，它甚至可以在导线上滑动，有时还发出“嗡嗡”响声。多数火球无声消失，有的在消失时有爆炸声，可以造成破坏，甚至使建筑物倒塌，使人和家畜死亡。遇人遇物后即发生惊人的爆炸，产生刺鼻的气味，造成伤亡、火灾等事故。

预防球状闪电的办法是，在雷雨天气，紧闭门窗，避免穿堂风。如果遇到飘浮的“火球”，轻轻的避开它，千万不要去碰它。 　　科学家推测，球状闪电是一种气体的漩涡产生于闪电通路的急转弯处，是一团带有高电荷的气体混合物，主要由氧、氮、氢以及少量的水组成。通常发生在枝状闪电之后，似乎枝状闪电是产生球状闪电的必要条件。球状闪电较为罕见，因而研究它十分困难，至今仍然是自然界中的一个谜。

带状闪电 带状闪电是由连续数次的放电组成，在各次闪电之间，闪电路径因受风的影响而发生移动，使得各次单独闪电互相靠近，形成一条带状。带的宽度约为10米。这种闪电如果击中房屋，可以立即引起大面积燃烧。

联珠状闪电 联珠状闪电看起来好像一条在云幕上滑行或者穿出云层而投向地面的发光点的连线，也像闪光的珍珠项链。有人认为联珠状闪电似乎是从线状闪电到球状闪电的过渡形式。联珠状闪电往往紧跟在线状闪电之后接踵而至，几乎没有时间间隔。

火箭状闪电 火箭状闪电比其它各种闪电放电慢得多，它需要l～1.5秒钟时间才能放电完毕。可以用肉眼很容易地跟踪观测它的活动。

黑色闪电 一般闪电多为蓝色、红色或白色，但有时也有黑色闪电。由于大气中太阳光、云的电场和某些理化因素的作用，天空中会产生一种化学性能十分活泼的微粒。在电磁场的作用下，这种微粒便聚集在一起，形成许多球状物。这种球状物不会发射能量，但可以长期存在，它没有亮光，不透明，所以只有白天才能观测到它。 

1、静电感应
雷雨云临空，裸露的金属板（如金属屋顶）由于静电感应而带上与积雨云中下部电荷异号的电荷，这时金属屋顶面与积雨云间可组成一个电容器，电力线从云中电荷指向金属屋面或者相反。 这个电场对电容器外的地面物可以说作用很微弱，金属屋面所带的电荷是被束缚住的。但是积雨云一旦放电，雷击附近地区，积雨云下部的电荷消失，这时金属屋顶面所带的电荷如果不能迅速地泄放，它与邻近的地面物体之间就可以产生很高的电位差(即高电压)，甚至发生闪络，造成雷击危害。这种形式的雷击起因于静电感应，被称为感应雷击，或称为二次雷效应。要减少这种雷害，就得设法使金属屋面的感应电荷迅速减少，为此必须按照防雷工程设计要求，架设几条足够粗的金属导体，把它与金属屋面焊接之后良好地接地，以泄放电荷。
2、电磁辐射
闪电电磁辐射严重干扰无线电通信和各种设备的正常工作，是无线电噪声的重要来源，在一定范围内造成许多微电子设备的损坏，引起火灾，已成为20世纪80年代之后雷电灾害的极重要的原因。但是另一方面，闪电产生的电磁场效应又是进行雷电探测的重要信息，由此可获知闪电电流、闪电电荷、闪电电矩以及云中电荷分布等各种闪电电学参量。此外，根据远距离闪电辐射的电场、磁场波形的观测，还可以进行实用价值较大的雷电定位、监测和预警工作。闪电的强大电流使得闪电通道内的气体分子和原子被激发到高能级，从而产生光辐射。对这种光辐射可进行照相观测，从而获得地闪结构的丰富信息。可以对光辐射进行光谱观测，鉴别光谱的谱线，从而获知闪电通道中各种发光粒子的成分。对光谱谱线的强度和线宽做定量分析，就能进一步获知闪电通道的平均温度、平均电子密度、平均气压和平均气体密度等闪电通道物理参量。