雷电是雷雨云中的放电现象。形成雷雨云一般要具有两个条件，充足的水汽和剧烈的对流运动。冬天，由于空气寒冷干燥，加之太阳辐射较弱，空气中不易形成对流，因而很少有雷电。但有时冬季气温偏高就形成了雷雨云，产生了雷电，并出现雨雪天气。那么冬季雪夜为何会打雷呢？
雷暴一般出现在炎热潮湿的夏季。地面从阳光中得到大量的热，然后加热低层空气。大气上冷下热的结构给空气储存对流能量。一旦大气层中出现某种触动因素，空气就会开始上下运动。水汽升到高空后会冻结成冰晶，不断增长直到重得气流托不住，掉下来。
水滴和冰晶粒子在运动激烈的云里会不断出现各种接触和摩擦产生静电。一般认为，小水滴粒子通常带正电荷，其他大粒子带负电荷。气流和重力作用最终让正负电出现明显的分离。如果这个过程持续发展，云块就像插了充电器，最终电势大到能穿透正负极之间的空气，一瞬间剧烈放电，响起雷声。
到了冬天，太阳辐射提供的能量减弱。当高纬地区冷空气冲过来时，整个大气都变得又冷又干，空气中的水分受冷凝华然后再生长成雪片慢慢降到地面。但如果入冬以后，天气还是较热，低层大气还有足够的水汽，那么冷空气来临时，大气就有了冷热对比，可以存储能量。暖空气被抬升产生对流，里面的水汽虽然不如夏天丰富，但也足以开始充电过程。这也解释了为什么那个“冬雷夜”会出现“似雪似冰沙”的霰，因为霰一般产生在强烈扰动的冷云中。冬天打雷，说明大气能产生足够的不稳定和水汽。潮湿的空气能促进降雪，所以有“冬天打雷雷打雪”一说。
“冬雷”这种罕见的天气现象是气候变化的信号吗？其实，气候是一个很大范围很长时间的整体特征，不能由一两次特殊天气现象决定。今年11月全国很多地区出现冬雷和降雪，主要是北半球中高纬的大气环流的突然调整引起的。在中高纬地区上空有着全年存在的西风带环流，把空气不间断地从上游输送到我国。大气环流比较平直时，南北运动比较少，高纬冷空气不容易影响到我国。当环流出现大“波浪”时,大气先绕到北部高纬寒冷地区再绕到我国，就把冷空气带了过来。最近的情况就是大气环流突然出现南北分量，把大量冷空气带到之前一直被暖湿空气控制的地方。其实，这样的大气环流调整每年都有，只是今年出现得偏早，而暖湿空气又撤得偏晚，才演出了“冬雷震震”的天气现象。
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