打雷的原理
打雷是一种自然现象，其原理涉及到复杂的物理过程。当雷雨季节来临时，带电云层所形成的高压电场强度很高。通常情况下，云层属于正电荷区高电位，大地处于负电荷区低电位。空气原本不导电，但在强大电场力作用下，气体原子核最外层的电子会受到激发而产生跃迁飘逸，形成带电离子。获得电子的原子成为负离子，失去电子的原子成为正离子。在电场力作用下，带电离子可形成电子流。另外，绝缘体的电子受原子核引力场作用较强，在一般外加电力场中其外围电子呈现较大惰性状态，很难激发脱离轨道成为带电离子。
雷电一般产生于对流现象显著的积雨云中。在积雨云中积聚着大量的冰晶和过冷水滴，冰晶的凇附、水滴的分解以及空气对流等，使积雨云中产生电荷。其中，电荷主要来源于冷热空气对流造成的冰晶和水滴碰撞和摩擦。冷空气中夹带着冰晶，热空气中裹挟着水滴，两者密度不同，冷空气急速下降，热空气急速上升，两个云团相遇碰撞、摩擦。碰撞摩擦的过程，使二者都带上了电荷。对流现象越明显，云层越厚大，产生的电荷越多，形成了极性的雷雨云。其中重量较轻、带正电的堆积在云层上方；较重、带负电的聚集在云层底部。雷雨云起电的机理主要有以下四种理论：
水滴破裂效应：水滴在气流的作用下破裂成带负电的较大颗粒和带正电的较小颗粒，由于质量不同，在上升气流的作用下，后者上升，前者下降，使云层下层带负电。
吸电荷效应：由于宇宙射线及其他因素，空气分子电离，大气中存在正负离子，又因为空间中存在电场，在电场力的作用下正负离子在云的上下层分别积累，从而使雷雨云带电，又称感应起电。
水滴撞冻效应：云团中的过冷水滴在碰撞结冰过程中会产生电荷，冰晶带正电荷，水带负电荷，当上升气流把冰晶上的水分带走时，就会导致电荷的分离，而使雷雨云带电。
温差起电效应：在冰晶中存在着正离子(H+)和负离子(OH-)，积雨云中的冰晶和雹粒在碰撞和摩擦运动中会造成温度差异，正负离子相互分离，接着在重力和气流的作用下分离扩散，最后达到一定的动态平衡。
巨大电位差的“释放”形成云闪
雷雨云中正负电荷的相互分离使得云层上下如同两块电极板，存在强大的电场，具有很大的电势，有着很强烈的放电势能，达到一定条件后，便会在云层中或云层之间形成强电流，即闪电，而这种在云层中发生的闪电，在气象学中也被称“云闪”。
感应起电，使大地带电，形成地闪
由于电荷的分离，负电荷积聚在云层下部，在感应起电原理的作用下，地面带上正电荷，地面和雷雨云之间就形成了强大的电场。空气具有很大的电阻，很难击穿，产生电流。当电场强度和地面积聚的电荷密度达到临界值时，空气就会被击穿，出现云地闪，也就是云向地面的放电现象。带电荷的粒子会在放电过程中在云中高速运动，使气体迅速膨胀、气温急速上升，产生极大的冲击力，发出巨大声响，这就是雷声。
打雷形成的条件
打雷的形成需要以下几个条件：
不稳定的空气：温暖的空气上升并冷却，形成积雨云。
湿度：充足的水蒸气可以形成云层，并为雷暴提供能量。
对流现象：空气的对流运动促使云层的形成和发展，为电荷的积累和放电创造条件。
电荷积累和分离：在积雨云中，冷热空气的对流造成冰晶和水滴的碰撞和摩擦，从而使云层带上不同的电荷，形成极性。当电荷积累到一定程度，就会产生放电现象，形成打雷。
在冬季，打雷的条件与夏季有所不同。冬季打雷相对罕见，这是因为太阳辐射逐渐减弱，空气逐渐转为寒冷、干燥，不易形成剧烈垂直运动。但当具备一定的暖湿空气和暖湿空气向上运动这两个条件时，就有可能产生雷云，从而出现打雷现象。在南方，由于纬度较低，暖湿空气活动较频繁，同时太阳辐射也会比高纬度地区的强烈，强烈的垂直上升运动较多，容易满足雷电产生的天气条件，比如江南、华南、江淮等地。东北地区也容易在冬季出现打雷现象。通常温带气旋在移动到华北、东北地区时，会发展比较强烈。这时，气旋东部的偏南风较强，而这一地区正好是海洋，因此更容易出现偏南暖湿气流向北输送到东北地区中南部的情况。于是，较容易满足产生雷云的条件，也就容易打雷。而冬季的西北地区和华北地区中西部，常处于气旋发展强烈阶段的西部，盛行从欧亚大陆腹地而来的干冷偏北风。这就很难满足打雷的天气条件，所以雷电出现的次数也较少或没有。
为什么会产生雷电现象
雷电的产生是一个复杂的过程，主要是由于大气中的物理和化学变化导致的。
首先，大气中的水汽在不同的温度和压力条件下会形成云团。在积雨云的形成过程中，由于冷暖空气的对流，冰晶和水滴会发生碰撞和摩擦，从而使云团带上不同的电荷。通常，较轻的正电荷会聚集在云层的上部，较重的负电荷则会集中在云层的下部。
当电荷积累到一定程度，云层之间或者云层与地面之间的电场强度就会变得非常大。此时，空气的绝缘性能被突破，电荷会迅速中和，形成强大的电流，这就是闪电。
闪电产生的瞬间，电流会使周围的空气迅速加热膨胀，形成冲击波，进而产生巨大的声响，这就是雷声。
此外，雷暴云的起电机制还包括以下几种理论：
非感应起电机制：在零下十几到几十度的环境中，冰、雪、雹等粒子的碰撞和弹开，会发生细小的电荷转移，使不同粒子携带正、负相反的电荷；宏观上，不同粒子因密度、重量的差别而随气流分层聚集。
感应起电机制：即在电场中被极化的不同粒子碰撞时，接触部分发生异性电荷中和，弹开后各自携带净余的正、负电荷。
次生冰晶起电机制：涉及到冰晶的次生过程产生的电荷分离。
雷电的产生是多种因素共同作用的结果，包括大气的温度、湿度、压力、对流运动以及云团中粒子的物理和化学过程等。
打雷对环境的影响
打雷是一种自然现象，对环境有着多方面的影响。
一方面，打雷可能会对环境造成破坏。雷电会损坏植物和建筑物，雷电引起的火灾也会破坏森林和草原，破坏生态环境，影响人类的生活。
另一方面，打雷也有一定的积极作用。例如，雷暴是上部对流层大气的“制冷空调”，并输送水汽产生明显的加湿作用。雷电击穿空气的过程中，高温高压下氮气和氧气被完全电离，并进一步形成氮氧化物（LNOx），这种氧化物是大地农作物良好的“肥料物质”。所以，雷雨在灌溉大地的同时，还起到“施肥”的作用。
就全球大气而言，在天气晴的时候，电离层会往地球不断释放大气电流，持续消耗电离层的“电能”，而雷暴和雷电则是维持电离层电位的重要“发电机”，它们通过雷暴云起电（直流）和雷电（交流）给电离层充电。对流层雷电还能在几十到上百公里高度的中层大气激发“红色精灵”等放电事件。中层大气放电事件，是由对流层雷电所引发的一种瞬态发光现象，一般发生于40-90km高空，具有红色精灵（Red Sprite）、蓝色喷流（Blue Jet）、巨大喷流（gigantic get）、淘气精灵（Elves）、光晕（Halo）等多种形式。红色精灵是最常见的中层大气放电事件，通常由强度较大的正极性云对地闪电所诱发。对流层雷电引发的放电能改变这些区域的温度、电子密度等物理状态，并可能威胁在该区域的临近空间飞行器、浮艇等。
如何预防打雷带来的危险
在打雷天气，为了预防可能带来的危险，我们需要采取一系列的措施：
在室内
关好门窗，防止球形雷蹿入室内造成危害。
不要看电视、上网，应拔掉电话线、电视天线以及音响、空调机等一切可能将雷击引入室内的电源插头。
打雷时，不要靠在墙壁边、门窗边、阳台，坐在房间正中央最为安全，但不要停留在电灯正下方，以免在打雷时产生感应电而发生意外。
不要靠近室内金属设备，如暖气管道、自来水管、钢柱等，以防雷电电流经它们窜入人体。因为避雷针只能保护建筑物，对从电线、电话线、金属管线等侵入的雷电无能为力。
不要穿湿的衣服和拖鞋。
尽量不要接听和拨打手机，固定电话也应避免在雷击时使用。如果是在有避雷针的建筑物内，有电磁屏蔽，可以在室内使用无绳电话或手机。
雷雨天气时不要使用太阳能热水器或者其他淋浴设备洗澡。因为雷电有可能会沿着水流袭来。及时关掉煤气，并时刻注意煤气是否泄漏。
在户外
闪电往往击打高大物体地区。因此，雷雨时要注意地形地貌，禁止在山顶或者高丘地带停留，不要靠近高大的树木、电线杆、烟囱、广告牌等尖耸、孤立的物体。应立即停止室外活动，尽快寻找避雷场所，可以到低洼、干燥或背风的房子或山洞里躲避。但不能进入毛棚屋、岗亭等无防雷设施的低矮建筑物里躲避。
打雷时，禁止站立在空旷的田野里，如果正在空旷的地方，来不及到室内躲避，应该立即双手抱膝，双脚并拢蹲在地上，身体前屈，胸口紧贴膝盖，低头看地，因为头部最容易遭雷击。千万不要用手撑地，这样会扩大身体与地面接触的范围，增加遭雷击的危险。
雷雨时，很多人都想到大树下躲雨，这样做是不对的，因为站在大树底下，当强大的雷电流通过大树流入地下向四周扩散时，会在不同的地方产生不同的电压，而人体站立的两脚之间存在的电压差会造成伤害，通常称为跨步电压伤害。如果万不得已必须在树下躲雨，必须与树干保持3米的距离。
雷雨天禁止撑带金属伞柄的雨伞，穿雨衣比较安全。不要接触铁轨、电线。不能在雷雨中跑动，也不能骑自行车或摩托车。
雷雨时，禁止在江边、湖里和河里游泳、划船、垂钓等，因为水的导电率很高，容易吸引雷电。
打雷时，如果正在驾车，不要“弃车”躲避，应留在车内。车壳是金属的，因屏蔽作用，就算闪电击中汽车，也不会伤人，车厢是躲避雷击的理想场所。
雷雨时如在户外，禁止穿凉鞋或拖鞋，最好穿橡胶底的鞋或长靴。
雷雨时如在户外，身上最好别带金属，应该把手表、腰带，尤其带金属框的眼镜摘下来，以免它们导电而被雷电击中。
打雷时，如果需要在室外活动，尽量不要大跨步跑动，以减少跨步电压带来的危害。
遭雷击后的急救
如果遭到了雷击，第一时间自救十分重要，如果雷电击中头部，并且通过躯体传到地面，会使人的神经和心脏麻痹，很可能致命。人受雷电电流冲击后，心脏不是停止跳动，就是跳动速率极不规则，发生颤动。这两种情况都会使血液循环中止，造成脑神经损伤，人在几分钟内就可能死亡。因此，对于触电者的急救应分秒必争。这时应该一边进行抢救，一边紧急联系120，就近送往医院治疗，但在送往医院途中，抢救工作不能中断。人人都应掌握六种现场急救方法：
如果衣服着火，应该马上躺下扑灭火焰，使火焰不致烧及面部，否则伤者可能死于缺氧或烧伤。也可往伤者身上泼水，或者用厚外衣、毯子裹住以扑灭火焰。
如果触电者已经陷入昏迷，呼吸停止，应令其就地平卧躺下，解开衣扣，立即进行复苏抢救，边进行口对口人工呼吸，边进行胸外心脏按压，动作要领是：两手重叠平放在胸骨中下1/3处，进行垂直按压。以30∶2的比例进行人工心外按压通气，即心外按压30次，再口对口人工呼吸2次，如此交替进行，直到伤者恢复呼吸和心跳为止。
如果患者受雷击后烧伤或严重休克，应马上让其躺下，扑灭身上的火，立即进行抢救。若伤者虽失去意识，但仍有呼吸和心跳，则自行恢复的可能性很大，应让伤者舒适平卧。安静休息后，再送医院治疗。
如果遭到电击，应立即切断电源，无法关闭电源时，可以用木棒、竹竿等将电线挑离触电者身体。救援者千万不能用手去拉被电击者。
在将伤者送往医院的途中，要注意给其保温，若伤者出现狂躁不安、痉挛抽搐等症状时，要为伤者作头部冷敷。对电灼伤的伤口或创面，不要用油膏或不干净的敷料包敷。
现场抢救中，不要随意移动伤员，若的确需移动，抢救中断时间不应超过30秒。将伤员送往医院时，除应使伤员平躺在担架上并在背部垫以平硬的阔木板外，还要继续采取急救措施，在医护人员未接替前急救绝对不能中止。
