来无影去无踪的诡异闪电

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神出鬼没的球状闪电


  球状闪电俗称“滚地雷”,它们五颜六色、神秘莫测,科学家至今没有搞清楚它们产生的原理,因而也无法预知其何时会出现。
  虽然听上去玄乎其玄,但球状闪电是一种真实存在的物理现象。它们通常在雷暴天气出现,十分明亮,直径15-40厘米不等。一般的闪电转瞬即逝,肉眼很难记清它的一枝一节;但球状闪电却通常能维持数秒,有时甚至能达到1至2分钟,并呈现出橙色、红色、黄色、紫色、蓝色、亮白色、幽绿色的光环。
  由于球状闪电非常稀少,所以很难被观测到,对球状闪电的描述记录往往来自偶然与之遭遇的目击者。它们有时是静止的,但通常会水平移动,在现身一段时间后,往往会以突然爆炸或安静消失的形式退场,并在空气中留下烧焦的臭味。
  最早关于球状闪电的记载,出现在1638年。当时,英国圣潘克拉斯教堂正在举行礼拜仪式,突然一个直径约2.3米的大火球穿墙而入,在教堂中乱窜,破坏了窗户玻璃和桌椅板凳,并导致4人死亡、60人负伤。
  2012年,兰州西北师范大学的研究人员在雷暴天气中绘制辐射地图时,他们的光谱设备意外捕捉到一次球狀闪电——只见一个直径约5米的大光球缓缓从地面升起,在地面极速穿梭了15米,便消失不见。这也被认为是球状闪电在自然界中首次被科学记录。

形成原因莫衷一是


  球状闪电来无影去无踪,毫无规律可循,要见到它得靠“运气”,再加上人类对大自然的认知水平有限,所以它到底来自何处,科学家很难给出合理的解释。
球状闪电

  1955年,前苏联物理学家认为,球状闪电是雷暴中产生的电磁干扰效应引起的。
  1998年,一位西班牙物理学家则认为,球状闪电很可能是常规闪电中被磁场约束了的发光等离子体。因而球状闪电大部分较冷,但沿磁力线方向的局部温度则极高,这就是为什么它们并不发热,且接触到物体后往往容易着火。
  2000年,两位新西兰科学家提出,当一般的枝状闪电击中土壤时,土壤中的矿物质会转换成纳米纯硅和硅化合物颗粒。这些尺寸不足十分之一微米的微型颗粒,会在闪电的能量作用下蒸发进入大气。进人大气的含硅颗粒会首先连接成链,然后组成能随气流运动的球状细丝网,该球状细丝网中的颗粒具有很高活性,会在特定条件下缓慢燃烧,并释放出光和热而形成所谓球状闪电。
世界各地出现的球状闪电
世界各地出现的球状闪电

  曾使用光谱设备“抓住”球状闪电的兰州西北师范大学研究人员,识别出了构成球状闪电的主要元素。他们发现球状闪电中包含铁、硅、钙,其成分与土壤的主要成分相同,因而他们也认为球状闪电是由于普通闪电与地面相互撞击而引发——当闪电击中土壤或岩石时,闪电的能量瞬间蒸发土壤中的二氧化硅,再以某种方法将氧气从二氧化硅中分离出去,得到相对纯净的硅蒸气,球形的硅蒸气会再次与空气中的氧结合产生热量,迸发出光亮,形成球状闪电。
  2002年,英国皇家学会在学术杂志《哲学学报》专刊上发表了一组有关球状闪电的文章,提出了三种理论,解释球状闪电成因。
  第一种理论认为,球状闪电是由含有水合离子的小水滴组成的,它通过离子反应来释放能量。在这个理论中,球状闪电是一个包含等离子体的电化学结构,由温度、压力、电磁场和重力场的微妙平衡来维持。
  第二种理论认为,球状闪电由聚合体细丝缠绕而成,通过表面放电来释放能量。在该理论中,灰尘中的自然微粒,例如来源于纤维素、煤烟或硅土中的微粒都能形成细丝状结构,这些细丝聚合起来就形成了一个高度充电的球体,当它表面放电时,会发出光和热。
  第三种理论认为,球状闪电由金属纳米粒子链构成,其能量通过金属纳米粒子的表面氧化来进行释放。在这个理论中,普通的闪电能导致土壤或木材这样的物质释放金属蒸气,这种带电的金属蒸气会浓缩成一个网状的金属纳米粒子球,也就是球状闪电。
  可见,学界并未对球状闪电的成因形成共识。

危害极大且防范困难


  对于球状闪电的来源,虽然目前尚未有统一的科学定论,但它的极大危害却是谁也无法反驳的。
  要知道,常规树枝状闪电只能维持几十微妙,但球状闪电却能持续存在数秒或几分钟,它们可以随气流起伏,也可以在带电的空气团中流动自如;它们能穿过烟囱进入室内,也可以在导线上滑动或悬停;它们有时会无声消失,有时又会因为碰到障碍物而爆炸。几乎没有它们去不到的地方。
  那么究竟该如何防范球状闪电呢?科学家表示,虽然球状闪电是雷暴天气时大气集中放电的一种现象,但与一般的枝状闪电相比,它的形状更为独立,移动更为特殊和不规则,因此防范起来有很大的困难。所以人们要做的是,在雷电天气注意做好自身防护,不要停留在空旷地带,尽量不要开车和接打电话,身处室内应及时关闭门窗、电源,远离无防雷措施的建筑物。
  期待有一天,危险的球状闪电所蕴含的谜团能被不断腾飞的科学技术彻底揭开,毕竟谁也不想吃着火锅唱着歌,突然就莫名其妙被大火球给吞了啊!
  梁衍军荐自《科技日报》
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