進(jìn)入夏季，雨水增多，打雷打閃是再平常不過的天氣現(xiàn)象了，但是你知道有一種閃電榮登地球未解之謎的行列嗎？那就是球狀閃電，它神秘莫測讓人難以捉摸，總是神出鬼沒地出現(xiàn)在世界的某個角落。很多年來科學(xué)家們愣是沒搞清楚它產(chǎn)生的原理。   

正因?yàn)樯衩?，科幻作家劉慈欣才以其為題材寫就了長篇小說《球狀閃電》。小說中，講述了在一個離奇的雨夜，一顆球狀閃電闖進(jìn)了一個原本溫暖的三口之家。閃電極速前進(jìn)，眨眼間將少年的父母化為灰燼，少年與父母陰陽兩隔，命運(yùn)被瞬間改寫。從此，心存不甘的少年用其一生的時間，試圖揭開這個讓他在懵懂的年齡變得孤獨(dú)而無助的自然之謎……   

A 神出鬼沒的球狀閃電   

五顏六色、十分罕見，會突然爆炸也會安靜消失   “球狀閃電，老百姓俗稱滾地雷。這是一種真實(shí)的物理現(xiàn)象，通常在雷暴時發(fā)生，它十分明亮，直徑約15至40厘米不等?！毕筝嬁萍?xì)庀蠹夹g(shù)專家歐波告訴科技日報記者，球狀閃電通常僅維持?jǐn)?shù)秒，但也有維持1至2分鐘的記錄。顏色除常見的橙色和紅色外，還有黃色、紫色、藍(lán)色、亮白色、幽綠色的光環(huán)，色彩多種多樣。   

中國氣象科學(xué)研究院災(zāi)害天氣國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任呂偉濤也表示，球狀閃電是自然界中一種非常罕見的物理現(xiàn)象，與生活中常見的云間閃電和云地閃電相比，球狀閃電因?yàn)榉浅Ｉ?，所以很難觀測到，對球狀閃電的記錄大多都是目擊者的表述。球狀閃電通常伴隨雷暴天氣中的云地閃電發(fā)生，有時是靜止的，但大部分會水平移動。它會突然爆炸，也會安靜地消失，有些會伴隨著臭味和燒焦味。   

記者查詢資料發(fā)現(xiàn)，根據(jù)已有記載，歷史上首次發(fā)現(xiàn)球狀閃電是在1638年，英國圣潘克拉斯教堂正在舉行禮拜儀式，突然一個直徑大約2.4米的大火球破墻而入，在教堂中亂串，破壞了窗戶玻璃和桌椅，教堂里充斥著濃烈的黑煙和熏人的硫磺氣味，導(dǎo)致4名教區(qū)居民當(dāng)場死亡，約60人負(fù)傷。   

在國內(nèi)，2012年，蘭州西北師范大學(xué)的研究人員在一個雷暴天氣繪制輻射地圖時，用光譜設(shè)備意外地捕捉到一次球狀閃電。他們發(fā)現(xiàn)，一個發(fā)光球體緩慢地從地面探出“超大號腦袋”，直徑約5米，閃現(xiàn)2秒，在地面極速穿梭15米就銷聲匿跡。這被認(rèn)為是自然界球狀閃電的第一次科學(xué)記錄。   

B 形成原因?qū)W界莫衷一是   

由聚合體細(xì)絲、硅納米微粒還是小水滴組成尚無定論   球狀閃電的真身難得一見，而它到底來自何處就更難說清。

“關(guān)于球狀閃電的產(chǎn)生原因，科學(xué)界還沒有明確統(tǒng)一的答案。其中，一方面是因?yàn)閭€例過少、難以發(fā)現(xiàn)，另一方面則緣于人類對自然認(rèn)知和手段的局限等?！睔W波說。幾十年來，關(guān)于球狀閃電產(chǎn)生的原理，陸續(xù)有科學(xué)家提出了一些研究推測。   早在1955年，蘇聯(lián)物理學(xué)家便提出球狀閃電是雷暴中產(chǎn)生的電磁干擾效應(yīng)引起的。1998年，一位西班牙物理學(xué)家認(rèn)為，球狀閃電的成因并不神秘，很可能是閃電產(chǎn)生過程中，磁場約束發(fā)光等離子體形成。按照這一理論，球狀閃電絕大部分較冷，但在沿磁力線方向局部溫度則極高。研究人員指出，據(jù)此就可很好地解釋為什么球狀閃電并不發(fā)熱而觸到物體后往往容易著火。   

2000年，兩位新西蘭科學(xué)家提出，當(dāng)一般的枝狀閃電擊到土壤中，土壤中的礦物質(zhì)會轉(zhuǎn)換成納米純硅和硅化合物顆粒。這些尺寸不足十分之一微米的微型顆粒，會在閃電的能量作用下由土壤蒸發(fā)進(jìn)入大氣。這一過程，就像抽煙者從嘴中吐出煙圈。進(jìn)入大氣的含硅顆粒會首先連接成鏈，然后組成能隨氣流運(yùn)動的球狀細(xì)絲網(wǎng)。該球狀細(xì)絲網(wǎng)中的顆粒具有很高活性，會在特定條件下緩慢燃燒，并釋放出光和熱而形成所謂球狀閃電。   使用光譜設(shè)備抓住了球狀閃電的蘭州西北師范大學(xué)研究人員，識別出構(gòu)成球狀閃電的主要元素包括鐵、硅、鈣，其成分與土壤的主要成分相同，也認(rèn)為球狀閃電是由于普通閃電與地面相互撞擊而引發(fā)的，當(dāng)閃電擊中土壤或巖石時，閃電的能量瞬間蒸發(fā)土壤中的二氧化硅，再以某種方法將氧氣從二氧化硅中分離出去，得到相對純凈的硅蒸氣，球形的硅蒸氣再次與空氣中的氧結(jié)合產(chǎn)生熱量，迸發(fā)出光亮。   

2002年1月15日，英國皇家學(xué)會在其學(xué)術(shù)雜志《哲學(xué)學(xué)報》的?？习l(fā)表了一組有關(guān)球狀閃電的文章。這些文章包括3種球狀閃電成因理論。   第一種理論認(rèn)為，球狀閃電是由含有水合離子的小水滴組成的，它通過離子反應(yīng)來釋放能量。在這個理論中，球狀閃電是一個包含等離子體的電化學(xué)結(jié)構(gòu)，這一結(jié)構(gòu)是由溫度、壓力、電磁場和重力場的微妙平衡來維持的；第二種理論認(rèn)為，球狀閃電是由聚合體細(xì)絲纏繞而成，通過表面放電來釋放能量。在該理論中，灰塵中的自然微粒，像來源于纖維素、煤煙或硅土中的微粒都能形成細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)，這些細(xì)絲聚合起來就變成了一個高度充電的球體，當(dāng)它表面放電時，就發(fā)出了光和熱；第三種理論認(rèn)為，球狀閃電是由金屬納米粒子鏈構(gòu)成，其能量釋放是通過金屬納米粒子的表面氧化來進(jìn)行的。在這個理論中，普通的閃電能引起像土壤或木材這樣的物質(zhì)釋放金屬蒸氣，這種帶電的金屬蒸氣濃縮成一個網(wǎng)狀的金屬納米粒子球。   

“上述3個理論都有一定的道理，特別是第三個理論，可以解釋為什么球狀閃電能夠穿過墻壁和關(guān)著的窗子，似乎更有說服力?！睔W波說。  

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球狀閃電危害極大防范困難   普通閃電持續(xù)時間一般為幾十微秒，球狀閃電卻可持續(xù)幾秒甚至幾分鐘。到底是怎樣一股力量讓它的壽命異于普通閃電，至今科學(xué)家們依然沒有定論。但毫無疑問地是，球狀閃電的危害是極大的。  

“它可以隨氣流起伏，也可以隨著帶電的空氣團(tuán)流動。它可以進(jìn)入室內(nèi)，常見的是穿過煙囪后進(jìn)入建筑物。它甚至可以在導(dǎo)線上滑動，有時會懸停，有時會無聲消失，有時又會因?yàn)榕龅秸系K物爆炸。由于行蹤不定，所以球狀閃電的危害較大?！睔W波說。   

來無影、去無蹤，生活中，公眾究竟該如何防范球狀閃電呢？   對此，呂偉濤表示，由于球狀閃電本身非常罕見，對其危害性的觀測和研究很少，所以并沒有特別好的防范方法。   

歐波認(rèn)為，球狀閃電是雷暴天氣時大氣集中放電的一種現(xiàn)象，只不過與一般的枝狀閃電相比，它的形狀更為獨(dú)立，移動更為特殊和不規(guī)則，因此防范起來有很大的困難。主要的防范辦法還是在雷電天氣下注意做好自身防護(hù)，如不要停留在空曠地帶，盡量不要開車和接打電話，身處室內(nèi)關(guān)閉門窗、關(guān)閉電源，遠(yuǎn)離無防雷措施的建筑物等。