雷（Thunder），又稱“打雷”，自然界中常見的發(fā)聲現(xiàn)象，通常指伴隨著閃電產(chǎn)生的驟響或轟隆聲。雷的形成主要由大氣中云體的運動引起，由于大氣中的云體之間、云地之間因運動引起正負(fù)電荷互相摩擦產(chǎn)生劇烈的放電而產(chǎn)生高溫，使大氣急劇膨脹，形成向四周傳播的激震波，激震波會在較短距離內(nèi)衰減退化為聲波，便形成雷聲。
中國早在3500年前的殷代甲骨文中就已有關(guān)于雷電的記載。后在大約公元前120年，西漢劉安等著的《淮南子》中提出“陰陽相薄為雷，激揚為電”的思想；約公元1708年，沈括在《夢溪筆談》一書中對閃電電流在瞬時通過金屬導(dǎo)體時造成的現(xiàn)象進行了詳細(xì)描述。1752年6月，本杰明·富蘭克林（Benjamin Franklin）進行了著名的風(fēng)箏探測實驗，他觀測到了通過風(fēng)箏引線由雷雨云產(chǎn)生的電火花，揭示了雷電的本質(zhì)。雷可以分為炸雷和悶雷兩種。從全球范圍來說，每年雷鳴的地理分布從赤道向兩極地區(qū)逐漸減少；在時間方面，雷鳴的高峰都在七、八月份。
自古與雷有關(guān)的文化頗多，如雷神是一位世界性的神祇，許多民族都曾把他作為至上神而加以頂禮膜拜。在古希臘神話中，以雷電和霹靂作為武器的宙斯（Zeus）就被視為雷神。同樣，在中國各民族的神靈崇拜譜系中，雷神均有較高地位。此外，古人也留下較多關(guān)于雷的古詩，如《無題》詩之二、《聞雷》等。
定義
狹義而言，雷是伴隨閃電的聲音；廣義而言，雷與雷暴周圍大氣的所有流體動力學(xué)性質(zhì)有關(guān)，因而，雷的廣義定義也包含了因大氣急速膨脹而產(chǎn)生的次聲現(xiàn)象。
研究歷程與命名
研究歷程
中國早在3500年前的殷代甲骨文中，就已有關(guān)于雷電的記載。大約公元前120年，西漢劉安等著的《淮南子》中提出“陰陽相薄為雷，激揚為電”的思想，認(rèn)為閃電是陰和陽兩種力量相互沖突、相互滲透的結(jié)果。其后二百年，東漢王充在《論衡》一書中指出：“雷者，太陽之激氣也。”他還總結(jié)了雷電活動的季節(jié)性：“正月始雷”“五月雷迅”“秋冬雷潛”，他也認(rèn)同陰陽相互作用產(chǎn)生閃電的看法。約公元1708年，沈括在《夢溪筆談》一書中對閃電電流在瞬時通過金屬導(dǎo)體時造成的現(xiàn)象進行了詳細(xì)描述。
1750年，本杰明·富蘭克林（Benjamin Franklin）提出了一個測試雷電的實驗，他建議用一根長而尖的鐵棒，支持在一個絕緣的玻璃底座上并把它們裝在高煙囪或高塔上。然而當(dāng)時富蘭克林所在的費城并無高聳的煙囪或鐵塔，因而他無法證實自己的預(yù)言。1752年6月，富蘭克林進行了著名的風(fēng)箏探測實驗，他把一個用絲手絹作成的風(fēng)箏系在一根長線繩上，在線繩末端接一根絕緣絲帶，當(dāng)雷雨云移近時，他觀測到了通過風(fēng)箏引線由雷雨云產(chǎn)生的電火花，揭示了雷電的本質(zhì)。世界上從富蘭克林開始才真正進入在現(xiàn)代電學(xué)基礎(chǔ)上的雷電研究。1753年，蘇聯(lián)的米哈伊爾·羅蒙諾索夫（Михаи?л Васи?льевич Ломоно?сов）和李赫曼（Rehman）用自制的測雷器探測到雷雨云過境時所引起的電火花，但是李赫曼不幸為閃電擊中而喪生，成為近代雷電研究中的第一個犧牲者。
命名
在中文中，“雷”是會意字，甲骨文字形像閃電之形，中間的四個點先變?yōu)閮蓚€口，又變?yōu)閮蓚€田，表示閃電后發(fā)出的聲響。《說文解字－附音序筆畫檢字》記載：“雷，陰陽薄動，雷雨生物者也。”雷動而雨，之后萬物始生，故古人以雷為司萬物生發(fā)者。后又衍生出巨大聲響、軍事上用的爆炸武器，還作動詞“雷”指打雷，《呂氏春秋·貴生》中記載：“故雷則掩耳”。
在英文中，雷的名稱為“thonder”，在中世紀(jì)是指“緊隨閃電而來的突然或隆隆的巨響”，源自古英語“tunor”（雷聲，雷暴；雷神索爾），自18世紀(jì)以來，人們認(rèn)為這是由于放電造成的空氣突然擾動。動詞“thonder”源自古英語“tunrian”，從14世紀(jì)中期開始，引申出“大聲說話、發(fā)出威脅的聲音”的比喻意義。
形成
形成條件
在雷聲形成之前，積雨云的不同部位聚集著大量的正電荷或負(fù)電荷，云上部以正電荷為主，下部以負(fù)電荷為主從而形成雷雨云。地面因受到近地面雷雨云的靜電感應(yīng)，也會帶上與云底相反符號的電荷，兩者相當(dāng)于一個巨大的電容器。積雨云與地面間的電場強度與距離都很大，所以它們之間的電壓很大，即電壓很大。當(dāng)云層里的電荷越積越多，使電場強度達(dá)到一定強度時，就會把空氣擊穿，打開一條狹窄的通道強行放電形成閃電，而閃道上的高溫會使空氣急劇膨脹，同時也會使水滴汽化膨脹，催生雷聲的形成。
雷聲的形成條件主要在于通過空氣的膨脹和壓縮產(chǎn)生的沖擊波。在雷雨天氣中，上升氣流和下降氣流推動水分子互相作用，在電場強度足夠強到將空氣擊穿后，這些高速電子在電場中的γ射線或X射線的作用下，與大氣層其他微粒發(fā)生碰撞，此時空氣閃電通路中的空氣突然劇烈增熱造成空氣的急劇膨脹與迅速冷卻后造成的空氣收縮會在千分之幾秒的短暫時間內(nèi)產(chǎn)生沖擊波，后轉(zhuǎn)化為雷聲。
形成原理
雷聲的形成機制，主要是由于在強烈的閃電放電時，閃電通道上的空氣介質(zhì)由于強電場擊穿而發(fā)生導(dǎo)電，大量的正負(fù)電荷瞬間中和，互相摩擦，產(chǎn)生大量熱量，氣溫驟升至15000~20000℃，氣壓驟升至10~100個大氣壓，高壓閃電通道急劇膨脹，形成向四周傳播的激震波，激震波會在較短距離內(nèi)衰減退化為聲波，從而形成雷聲。
影響因素
影響雷產(chǎn)生、傳播的主要因素有大氣性質(zhì)、閃電發(fā)生距離、大氣濕度、溫度等。
大氣介質(zhì)的性質(zhì)對雷聲傳播的影響，包括在固體表面上及氣層之間的界面上的折射和反射，雨和水氣對聲的反射和吸收。基于大氣介質(zhì)對聲波能量的吸收，通過計算建立了吸聲系數(shù)表，說明雷聲信號的幅度隨傳播距離而減小。改變相對濕度從20%-100%，衰減因子逐漸增加，并且50-100Hz的信號衰減可忽略。雷聲衰減是由于聲波從云粒子中散射而致，這種形式的散射也優(yōu)先衰減了雷聲的高頻成分，近距離處能聽到的雷聲高頻成分，在超出幾千米的距離就聽不到。而且，對相同的閃電和觀測距離，在不同的大氣環(huán)境下吸聲系數(shù)也不同。
閃電發(fā)生距離、大氣濕度和溫度是影響雷聲傳播的主要因素，在一定閃電距離和大氣環(huán)境下，吸聲系數(shù)隨頻率的增加而增大；頻率小于100Hz的雷聲衰減很慢，空氣相對濕度和溫度對其吸聲系數(shù)的影響也比較小，在一定距離內(nèi)的衰減可以忽略；頻率大于500Hz的高頻信號吸聲系數(shù)較大，并且隨相對濕度的增加而快速遞增；吸聲系數(shù)隨溫度呈非單調(diào)變化，頻率越大吸聲系數(shù)峰值對應(yīng)的溫度越高。另外，閃電過程中伴隨的降雨也是影響雷聲高頻成分傳播的因素。
主要特征
分布廣泛是指雷的產(chǎn)生在世界范圍內(nèi)較為廣泛，各大洲均有發(fā)生；分布不均是指雷的產(chǎn)生不呈等距的規(guī)則分布，無法保持一定的平均距離。由于大氣運動的頻率差異，各地區(qū)產(chǎn)生的頻率略有不同。雷的分布是不均勻的，大致是山區(qū)多平原少，南方多北方少。不同地區(qū)每年需暴日的多少和地區(qū)所在的緯度有關(guān)，赤道地帶約100~150雷暴日，熱帶約75~100雷集日，中緯度約30~50雷暴日，在極圈附近只有幾個雷暴日。
雷聲傳播的距離是指人到雷鳴處的距離。由于大氣對雷聲的衰減作用，雷聲的傳播距離一般不超過20~25km并且高頻雷聲的傳播距離較短，近處的人們聽到的雷聲是尖銳的高頻霹靂聲，而較遠(yuǎn)處的人們聽到的雷聲則是頻率較低的隆隆聲。
雷聲的傳播速度是指在某一特定的瞬間和空間點上，觀察場的一個特定屬性在指定的時間間隔內(nèi)所發(fā)生的位移向量。具體而言，這個速度就是當(dāng)時間間隔趨近于零時，位移矢量與時間間隔的比值的極限，為標(biāo)準(zhǔn)音速。打雷時，閃電和雷聲同時發(fā)生，而閃電是以光的形式傳播的，每秒達(dá)到30萬千米，雷聲是以聲波的形式傳播的，只有約每秒340多米，光波的傳播速度比聲波的快，所以人們一般先看到閃光，而后聽到雷聲。如果知道了閃電與雷聲傳來時的相差時間，就能猜測到雷電發(fā)生地的位置。
主要分類
根據(jù)雷的發(fā)聲特征，可以將雷分為炸雷、悶雷兩種類型。
炸雷
炸雷是指像爆炸聲一樣的雷聲。人們常說的炸雷一般是距觀測者很近的云對地閃電所發(fā)出的聲音，在這種情況下，觀測者在見到閃電之后幾乎立即就能聽到雷聲，有時甚至在閃電同時就能聽見雷聲，因為閃電就在觀測者附近，它所產(chǎn)生的爆炸波還來不及演變成普通波，所以聽起來猶如爆炸聲一般。
悶雷
悶雷是指沉悶的轟隆聲。如果云中閃電時，雷聲在云里面多次反射，在爆炸波分解時，又產(chǎn)生許多頻率不同的聲波，它們互相干擾，使人們聽起來感到聲音很沉悶。一般悶雷的響度比炸雷來得小。
拉磨雷是指聲音低沉而連續(xù)不斷的雷聲。每次響雷雷聲成串，好像由遠(yuǎn)至近或由近至遠(yuǎn)，又好像雷聲在叢山峽谷中回旋，持續(xù)出現(xiàn)，是悶雷的一種形式。
分布
空間分布
從全球范圍來說，雷鳴的地理分布從赤道向兩極地區(qū)逐漸減少。在氣候方面，熱而潮濕的地區(qū)雷鳴多于冷而干燥的地區(qū)。在地域方面，落雷密度山區(qū)大于平原，平原大于沙漠，陸地大于湖海。如中南、華東地區(qū)的落雷密度山區(qū)0.02次/km2，平原0.01次/km2。在中國，雷鳴總數(shù)的分布，南方多于北方，大致是華南>西南>長江流域>華北>東北地區(qū)>西北。
時間分布
在時間方面，雷鳴的高峰都在七、八月份。活動時間大都在14：00~22：00。
預(yù)警
在中國，雷電氣象災(zāi)害預(yù)警信號分三級，從低到高分別用黃色、橙色和紅色來表示。
相關(guān)文化
傳說典故
雷神是一位世界性的神祇，許多民族都曾把他作為至上神而加以頂禮膜拜。如在古希臘神話中，以雷電和霹靂作為武器的宙斯（Zeus）就被視為雷神。同樣，在中國各民族的神靈崇拜譜系中，雷神均有較高地位。一般認(rèn)為，雷神信仰起源于中國古代先民對于雷電的自然崇拜，因為遠(yuǎn)古時代氣候變化異常，晴朗的天空會突然烏云密布，雷聲隆隆，電光閃閃。雷電有時會擊毀樹木，傷害人畜，使人們認(rèn)為上天有神在發(fā)怒，進而產(chǎn)生恐懼之感，對之加以膜拜。發(fā)展到后來，雷神的形象也從單純的自然神逐漸轉(zhuǎn)變成具有復(fù)雜社會職能的神。如在原始社會，雷神崇拜是和生殖崇拜緊密聯(lián)系在一起的。
文學(xué)惦記
颯颯東風(fēng)細(xì)雨來，芙蓉塘外有輕雷。
九州生氣恃風(fēng)雷，萬馬齊暗究可哀。
我勸天公重抖擻，不拘一格降人才。
窮冬不見雪，正月已聞雷。
參考資料 >
雷.術(shù)語在線.2024-05-11
雷.中國氣象科普網(wǎng).2024-05-11
thunder.etymonline.2024-05-11
【安全科普】“雷電交加”，此刻哪里最安全?.微信公眾平臺.2024-05-11
自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警預(yù)報.中國大百科全書.2024-05-11
雷電預(yù)警信號.中國氣象局.2024-05-11