试述温差起电原理？利用温差起电理论说明云的荷电结构（用雹块与冰晶摩擦说明）？

温差起电原理：在强对流天气系统中，一方面冰晶与、雹粒、过冷水滴，在对流气流的携带下相互碰撞、相互摩擦增温，另一方面水滴冻结时有潜热释放，在云中产生温差。所示。冻结的冰晶、雹粒和过冷水滴的起电是由于水滴内存在有径向的温度梯度（中心部位为00C，水滴表面为低于零度的环境温度），冰中有一小部分的分子处于电离状态，形成较轻的H+和较重的羟基OH-离子，其浓度随温度升高而很快增加，温度高（热）的地方离子浓度大，温度低（冷）的地方离子浓度低，H+离子的扩散系数和迁移率比OH-离子要大10倍以上。因此当冰中有温度梯度时，将出现离子浓度梯度，使热端有较高的正、负离子，沿此浓度梯度向冷端扩散。H+离子扩散得快，导致正负离子分离，使冷端获得净正电荷电量，而热的一端为净的负电荷。在云中受重力作用，发生分离，带正电荷的冰晶随气流上升至云体上部，而带负电荷的雹粒因重力沉降至云下部，形成云体上部为正电荷区，云体下部为负电荷区。现正过冷液滴与雹接触，过冷液体一旦有了固态的凝结核，就会发生相变，由液态变为固态，即冰，它将包在作为凝结核的雹粒上，同时放出潜热，过冷液滴内部因潜热而膨胀，造成已凝结的外层冰壳的破裂而产生冰屑，由于热电效应，这些冰屑是带正电的，它们较小而轻，易被上升气流携至云的上部，所以积雨云的上部积聚起大量的正电荷，也低，利用温差起电理论说明云的荷电结构（用雹块与冰晶摩擦说明）：雹粒系雹胚碰冻云中过冷水滴增长而成，表面较为粗糙，在它降落过程中，云中的冰晶与它碰撞摩擦增温，使雹粒中出现冷暖温差。由于冰的热电效应，温度高的雹粒带负电荷，温度较低的冰晶带正电荷。在云中受重力作用，发生分离，带正电荷的冰晶随气流上升至云体上部，而带负电荷的雹粒因重力沉降至云下部，形成云体上部为正电荷区，云体下部为负电荷区。

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