水滴和冰晶粒子在運動激烈的云里會不斷出現(xiàn)各種接觸和摩擦產生靜電。一般認為，小水滴粒子通常帶正電荷，其他大粒子帶負電荷。氣流和重力作用最終讓正負電出現(xiàn)明顯的分離。如果這個過程持續(xù)發(fā)展，云塊就像插了充電器，最終電勢大到能穿透正負極之間的空氣，一瞬間劇烈放電，響起雷聲。
到了冬天，太陽輻射提供的能量減弱。當高緯地區(qū)冷空氣沖過來時，整個大氣都變得又冷又干，空氣中的水分受冷凝華然后再生長成雪片慢慢降到地面。但如果入冬以后，天氣還是較熱，低層大氣還有足夠的水汽，那么冷空氣來臨時，大氣就有了冷熱對比，可以存儲能量。暖空氣被抬升產生對流，里面的水汽雖然不如夏天豐富，但也足以開始充電過程。這也解釋了為什么那個“冬雷夜”會出現(xiàn)“似雪似冰沙”的霰，因為霰一般產生在強烈擾動的冷云中。冬天打雷，說明大氣能產生足夠的不穩(wěn)定和水汽。潮濕的空氣能促進降雪，所以有“冬天打雷雷打雪”一說。
“冬雷”這種罕見的天氣現(xiàn)象是氣候變化的信號嗎？其實，氣候是一個很大范圍很長時間的整體特征，不能由一兩次特殊天氣現(xiàn)象決定。今年11月全國很多地區(qū)出現(xiàn)冬雷和降雪，主要是北半球中高緯的大氣環(huán)流的突然調整引起的。在中高緯地區(qū)上空有著全年存在的西風帶環(huán)流，把空氣不間斷地從上游輸送到我國。大氣環(huán)流比較平直時，南北運動比較少，高緯冷空氣不容易影響到我國。當環(huán)流出現(xiàn)大“波浪” 時,大氣先繞到北部高緯寒冷地區(qū)再繞到我國，就把冷空氣帶了過來。最近的情況就是大氣環(huán)流突然出現(xiàn)南北分量，把大量冷空氣帶到之前一直被暖濕空氣控制的地方。其實，這樣的大氣環(huán)流調整每年都有，只是今年出現(xiàn)得偏早，而暖濕空氣又撤得偏晚，才演出了“冬雷震震”的天氣現(xiàn)象。
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