球形閃電
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    球形閃電(ball lightning)是一種十分罕見的閃電形狀,又稱電光火球,俗稱滾地雷。電光火球的壽命一般為幾秒,個別的可長達幾分鐘。而普通枝狀閃電的壽命不到1秒。

    2009年8月4日位于河北省石家莊市長安區(qū)南石家莊村的一棟在建二層樓在雨中倒塌,造成17人遇難,3人受傷。 專家初步判定球形閃電擊中建筑物是建筑物倒塌的主要原因之一。

    球形閃電-簡介

    球形閃電是一種十分罕見的閃電形狀,又稱電光火球,俗稱滾地雷。有人認為球形閃電并不是閃電,它與閃電幾乎沒有相同之處,所以把這種現(xiàn)象命名為“球形閃電”是不準確的,應(yīng)當(dāng)命名球形閃電為“電光火球”,即與電磁場有關(guān)的等離子態(tài)發(fā)光球。天然閃電又叫雷電。最常見的雷電形式是線狀閃電,其形狀猶如倒懸于空中的縱橫枝叉,又象是地圖上一條支流眾多的河流。另外,雷電中 還有較少見到的串珠狀閃電。電光火球的壽命一般為幾秒,個別的可長達幾分鐘。而普通枝狀閃電的壽命不到1秒。

    這種現(xiàn)象早于1838年便有文獻記載,科學(xué)家已研究逾160年,有關(guān)的報告多達數(shù)千份,也有二千多份科學(xué)論文出版,但是我們對此現(xiàn)象仍未有合理的解釋,可是說它可以穿越任何物體是不可信的。 閃電,有線形、帶狀、火箭形和球形四種。最常見的是線形,球形閃電出現(xiàn)很少,但半個多世紀以來,人類共記錄了4000多次球形閃電現(xiàn)象。

    據(jù)氣象專家介紹,球形閃電似一團火球,約有籃球那么大,偶爾也有直徑幾米甚至幾十米的。球形閃電多半在強雷雨的惡劣天氣里才會出現(xiàn)。球形閃電有個怪脾氣,見縫就鉆,常常從門窗、煙囪、甚至縫隙中鉆入室內(nèi),有時能沿著導(dǎo)線以每秒2米左右的速度前進并燃燒 。它一般沿水平方向移動,有時也停留在空中不動,或緩慢地降落。有的球形閃電在移動中還能自旋,有的則會反彈。它移動時發(fā)出嘶嘶聲,消失時發(fā)出爆炸的巨響,振動能量足以破壞一般的建筑物。由于爆炸時空氣發(fā)出了化學(xué)反應(yīng),生成了臭氧和一氧化氮,故球形閃電消失后有一股難聞的味道。

    球形閃電雖是一個灼熱的火球,但當(dāng)它靠近一些易燃物體如樹木、紙、干草時,并不起火災(zāi),而在爆炸的一肯間卻可 以燒掉潮濕的樹木和房屋。如若落進水池,球形閃電會使水沸騰。它能輕而易舉地穿過玻璃 ,又可從門縫、煙囪里鉆到房屋之內(nèi)。所以像以上發(fā)生的事件也就不足為奇了。

    球形閃電-產(chǎn)生

    球狀閃電通常都在雷暴之下發(fā)生,它十分光亮,略呈圓球形,直徑大約是20至50 cm。通常它只會維持數(shù)秒,但也有維持了1-2分鐘的紀錄。更神奇的是它可以在空氣中獨立而緩慢地移動。

    奇怪的是,球形閃電到底是何種物質(zhì)?一直沒人能回答這個問題。有幾種假設(shè):有人認為球 形閃電是一種帶強電的氣體混和物;有人則推測是化學(xué)反應(yīng)堆;還有人認為是一種氮氧化合物;更有學(xué)者說它是一團高度電離的空氣囊。以上諸種說法,都有待于科學(xué)研究的證實。

    球形閃電-研究

    特斯拉拿著兩個電光火球正在玩雜技氣象專家介紹,突發(fā)雷雨天氣時,帶電云層離地面很近,地面又有一些突出物體產(chǎn)生感應(yīng)電荷,兩者之間形成放電,因此形成了滾地雷。滾地雷容易對地面上的人員和物品造成電擊傷害。

    電光火球是定域于適當(dāng)?shù)拇艌鑫恍慰臻g和速度空間的等離子體,它從周圍獲得能量,等離子區(qū)的直徑取決子外部場的頻率,因此產(chǎn)生諧振。本來關(guān)于電光火球的知識在十九世紀最初的幾年中已被尼古拉.特斯拉研究出來了,后來卻又隨著這位偉大天才的逝世而失傳了。特斯拉認為,原始能量不足以維持火球,還必須有另外的能源。

    特斯拉的研究表明,電光火球是可以在人工條件下形成的,而它的運動似乎可以由人的意念來控制(特斯拉能做到)。但愿人類之中能夠再出現(xiàn)一位偉大的發(fā)明天才,把特斯拉逝世時帶到另一個世界里去的關(guān)于電光火球的知識尋回來,制造出穩(wěn)定的電光火球,使受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)得以實現(xiàn),這樣,人類面臨的能源危機就能得到最終解決。我相信,那時候全人類都會感激他的。

    實現(xiàn)受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)最關(guān)鍵的問題在于保持高溫等離子體的相干性,將其約束在一定的磁場位形空間和速度空間內(nèi),使它具有一定的穩(wěn)定性。由于電光火球被認為可以有效地約束不穩(wěn)定質(zhì)體,以致于在實現(xiàn)受控核聚變的國際競爭中具有舉足輕重的地位,揭開電光火球之謎有助于找到人體自燃等現(xiàn)象的真實原因。而更多的科學(xué)家認為,研究球形閃電最直接的作用是有助于找到高效、清潔的新能源。所以現(xiàn)代有許多等離子體物理學(xué)家醉心于研究電光火球。

  • 詳細解釋


    球形閃電-一般性質(zhì)球狀閃電至今仍是人們不能解釋的奇怪自然現(xiàn)象。許多目擊者認為,球狀閃電的運動就像是有智慧的,好像它知道要去哪里,如果它進到一個房間,它通常是穿過門口或窗戶再到走廊。當(dāng)然,這只是人們的想象。根據(jù)眾多的目擊材料,我們大概可以勾勒出球狀閃電的基本輪廓。這種發(fā)光的球體大小在高爾夫球和足球之間,顏色有白、綠、黃、橙之分,其亮度可與100瓦燈泡相當(dāng)。球狀閃電持續(xù)時間一般在5~10秒左右,它會隨氣流的起伏在近地的空中自在飄飛,有時逆風(fēng)而行,可穿門窗,進室內(nèi),甚至穿過爐子煙筒。有時會懸停,有時會無聲消失,有時又會碰到障礙物爆炸發(fā)出巨響而消失。球狀閃電運行速度緩慢,有時與人跑速度差不多,極少情況下它會發(fā)出輕微的唿哨聲、嘁嘁聲或咝咝聲。一個共同的特點是,球狀閃電幾乎總是發(fā)生在雷暴天。球形閃電-特點大小球狀閃電直徑從15~30厘米不等,但也有人見過直徑1~2厘米和5~10米大小的。能以固定的頻率改變其直徑大小,可逐漸衰弱變小,爆炸可使其體積增加并使其終結(jié)。能靠分解或重組改變大小。形狀大部分報道為球形或卵形,還有扁長方形、立方體、圓環(huán)狀、啞鈴形、云霧形、圓柱形、子彈形、雪茄形、錐形、透鏡形、盾形和螺旋形等。顏色兩種最常見的顏色是白色和橘黃色,其他較常見的是紅、藍、黃和綠色,銀色和黑色很少見。有些球狀閃電會變色。速度可從靜止到難以想像的高速(每小時2萬多公里,但這種情況不是在雷暴中),一般速度約為每秒5米,即每小時18公里。結(jié)構(gòu)似乎是某種等離子體或云霧狀物質(zhì),有的球狀閃電中心是透明的,有的是中空的,或根本沒有明顯的固定結(jié)構(gòu),有些球狀閃電似乎處在動態(tài)變化之中。運動性有時是靜止的。大部分為直線運動,有些是在一靜止位置旋轉(zhuǎn),有些是不停地轉(zhuǎn)動,有些是按明顯的復(fù)雜路徑來運行的。壽命球狀閃電一般會持續(xù)幾秒鐘,如7~8秒鐘,有些可長達1分鐘以上。行為有些會模仿周圍的物體運動,有些直沖大地。有些球狀閃電似乎在“調(diào)查”其他物體。大部分被引向金屬性或磁性物體,會發(fā)生強烈碰撞,有時會造成很大損傷。閃電球會跳動、分解、重組、衰減、爆炸或同時發(fā)生這些變化。聲音極少情況會形成噼哩啪啦或嘶嘶的聲音。味道目擊者說有燒焦的或硫磺的味道。還說有時有燒焦油或氨水或臭氧的氣味?;旌闲誀顪囟龋河|到球狀閃電的人都說它相當(dāng)涼——即沒有熱的感覺。但它卻可以煮開鍋、熔電線和 加熱金屬。亮度:球狀閃電一般都像路燈一樣亮。它們有時白天即可見到,但人們通常是夜間見到它們 照亮了大地。發(fā)生:它們通常發(fā)生在雷暴之時,但極少也會發(fā)生在之前之后。大多數(shù)的球狀閃電都伴隨著 普通閃電——盤旋著待機而發(fā),但有時它們也像普通閃電一樣從云端直擊大地。球形閃電-探索本質(zhì) 到底什么是不可思議的球狀閃電?多少年來,科學(xué)界都認為球狀閃電是子虛烏有的現(xiàn)象,直到最近幾十年才承認它的真實性。早在1955年,蘇聯(lián)物理學(xué)家便提出球狀閃電是雷暴中所產(chǎn)生的電磁干擾效應(yīng)所引起的。1991年,日本科學(xué)家報道了他們在實驗中觀察到微波干擾所產(chǎn)生的一系列類似球狀閃電的現(xiàn)象,他們的人造等離子球也顯示出球狀閃電的一些特性,如它可沿與主氣流相反的方向運動,并可穿越固體物質(zhì)。1998年,一位西班牙物理學(xué)家認為,所謂的神秘球狀閃電其成因并不神秘,這一現(xiàn)象很可能是閃電產(chǎn)生過程中,磁場約束發(fā)光等離子體所形成。他建立了閃電磁場模型,認為關(guān)鍵是閃電過程中形成的水平磁場和垂直磁場磁力線圈相互交織而成的磁力線網(wǎng)。在某些特殊情況下 ,這一磁力線網(wǎng)有可能會呈現(xiàn)出球形,而發(fā)光等離子體會被這一網(wǎng)所“俘獲”而形成球狀閃電。這一火球效應(yīng)會一直持續(xù)到等離子體開始冷卻。研究人員指出,根據(jù)他們的預(yù)算,火球持續(xù)時間最多可達10至15秒。當(dāng)?shù)入x子體冷卻后,電子開始被原子所束縛,等離子體內(nèi)部電阻變大、電流趨弱,周圍的磁場也將隨之瓦解,最終火球不復(fù)存在。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)此就可很好的解釋為什么火球并不發(fā)熱而觸到物體后往往容易著火。2000年,兩位新西蘭科學(xué)家提出了他們的新理論。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)進入大氣。這一過程,就像抽煙者從嘴中吐出煙圈。進入大氣的含硅顆粒會首先連接成鏈,然后組成能隨氣流運動的球狀細絲網(wǎng)。該球狀細絲網(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。科學(xué)家以閃電樣本的放電來試驗土壤樣本,結(jié)果確實產(chǎn)生了聚合的納米粒子,這些離子的氧化速度與球狀閃電一致。球形閃電-研究進展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》的專刊上發(fā)表了一組有關(guān)球狀閃電理論的文章。這些理論分別由物理化學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)工程師提出。他們提出了3個解釋球狀閃電緣由的新理論。其主要內(nèi)容分別是:1.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。2.球狀閃電是由聚合體細絲纏繞而成,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絲狀結(jié)構(gòu),這些細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。3.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。這些理論都有些說服力,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。但是,人們至今尚未在實驗室中制造出真正的球狀閃電,雖然已模擬出了極微型又短命的球狀閃電。事實上,所有的理論在球狀閃電的復(fù)雜多變性面前都顯得那么單薄。一個真正的球狀閃電理論應(yīng)說明所有的現(xiàn)象,包括沒有雷暴的情況和球狀閃電持續(xù)很長時間及球狀閃電大如房屋的情形。而要說清這一切,需要更強大的理論。有人認為,更有說服力的解釋應(yīng)是接近冷聚反應(yīng)領(lǐng)域,與等離子體現(xiàn)象相關(guān)的理論。更有人提出球狀閃電和龍卷風(fēng)一樣都是等離子團的現(xiàn)象。還有人設(shè)想,最佳的理論可能是把電磁學(xué)、電學(xué)和等離子及納米理論綜合起來的想法??傊?,球狀閃電不僅有趣,而且包含了很多秘密,一旦了解了它的本質(zhì),對我們?nèi)祟惖纳罨蛟S會有深遠的影響。或許,我們不僅能找到人體自焚和通古斯大爆炸的元兇,更能由此找到高效、清潔的新能源。球形閃電-形成理論球形閃電究竟是怎么形成的?這是數(shù)百年來科學(xué)家們一直試圖解開的謎團。目前,對于球形閃電的形成有兩種解釋觀點。第一種觀點認為等離子是球形閃電形成的“主謀”。等離子云是由帶電微粒組成的,而這些帶電微??稍俳Y(jié)合成發(fā)光帶電的原子。等離子云形成的能量來源于人們常說的晴天霹靂,同時,在等離子云形成同時球形閃電伴隨著產(chǎn)生了。另一種觀點指出,球形閃電是由許多小微粒在氧化作用通過帶電釋放化學(xué)物質(zhì)而聚合在一起形成的。依據(jù)這種理論,當(dāng)閃電擊在地面或物品表面時產(chǎn)生水蒸氣,在這種“電場”環(huán)境下,這些水蒸氣濃縮聚集在微粒中在空氣氧化下發(fā)生作用,然后緩慢地燃燒發(fā)出光亮,同時釋放出化學(xué)能量。球形閃電-人工合成德國科學(xué)家在實驗室里成功制造出只有在雷暴天氣中才會出現(xiàn)的球形閃電。該閃電其實是一個球形等離子體,直徑20厘米,持續(xù)了近0.3秒??茖W(xué)家希望該試驗?zāi)軒椭私膺@一奇異現(xiàn)象,并為核聚變發(fā)電站的等離子體研究提供參考。球形閃電到底是何種物質(zhì),這一問題已困擾了人類幾個世紀。不少科學(xué)家認為,球形閃電現(xiàn)象的出現(xiàn)是因為閃電到達地面時形成了一個球形等離子體,但其機制卻依然不清楚。盡管人類在近半個多世紀中記錄到了4000多次球形閃電現(xiàn)象,卻幾乎沒有掌握它的任何可靠數(shù)據(jù)。科學(xué)家正在研究其光譜,論證等離子體大小、持續(xù)時間是否與電壓有關(guān)。由于核聚變發(fā)電站將利用大型的氫等離子體燃燒發(fā)電,探究如何控制等離子體將幫助研發(fā)更完善的核聚變發(fā)電站。球形閃電-與 UFO 由于球狀閃電行為的詭秘奇特,有人提出大部分UFO可能就是球狀閃電。其理由是:1.在顏色方面。球狀閃電的顏色絢麗多彩,有白色、粉紅色、桔紅色、藍色等。UFO也有類似的色彩。2.在聲響方面。球狀閃電在運動時會發(fā)出輕微的吱吱聲、噼啪聲,最后靜靜地消失。UFO由于距離較遠,多數(shù)聽不到聲音,但也有少數(shù)UFO飛行時會發(fā)出呼呼的聲音或隆隆的響聲。部分UFO還發(fā)出熱量,這與球狀閃電很一致。3.UFO和球狀閃電都能漂浮空中,行蹤不定。但是,持不同觀點者則認為球狀閃電多產(chǎn)生于雷雨的天氣中,而多數(shù)UFO目擊是發(fā)生在晴朗的天氣里。況且,球狀閃電在空中的運動似乎完全取決于氣流,而UFO的運動似乎與氣流并不一致。球形閃電-危害球狀閃電是一種危害較大的閃電。球狀閃電的行走路線,一般是從高空直接下降,接近地面時突然改向作水平移動;有的突然在地面出現(xiàn),彎曲前進;也有沿著地表滾動并迅速旋轉(zhuǎn)的;運動速度常為每秒1~2米。它可以穿過門窗,常見的是穿過煙囪后進入建筑物,它甚至可以在導(dǎo)線上滑動,有時還發(fā)出“嗡嗡”響聲。多數(shù)火球無聲消失,有的在消失時有爆炸聲,可以造成破壞,甚至使建筑物倒塌,使人和家畜死亡。遇人遇物后即發(fā)生驚人的爆炸,產(chǎn)生刺鼻的氣味,造成傷亡、火災(zāi)等事故。球形閃電-預(yù)防預(yù)防球狀閃電的辦法是,在雷雨天氣,緊閉門窗,避免穿堂風(fēng)。如果遇到飄浮的“火球”,輕輕的避開它,千萬不要去碰它。科學(xué)家推測,球狀閃電是一種氣體的漩渦產(chǎn)生于閃電通路的急轉(zhuǎn)彎處,是一團帶有高電荷的氣體混合物,主要由氧、氮、氫以及少量的氧化氫組成。通常發(fā)生在枝狀閃電之后,似乎枝狀閃電是產(chǎn)生球狀閃電的必要條件。球狀閃電較為罕見,因而研究它十分困難,至今仍然是自然界中的一個謎。球形閃電-目擊記錄1773年,兩名神職人員在聽到一聲巨大雷響后,看到壁爐里閃耀著一顆足球大小的發(fā)光球體,這顆球隨即爆炸并發(fā)出一聲巨響。上世紀40年代,在法國的小城鎮(zhèn)里,有3個士兵在一棵菩提樹下躲雨時被雷擊斃了,但他們?nèi)匀徽局?,像沒事一樣。雷雨之后,行人跟他們說話,卻不見回應(yīng),當(dāng)行人去接觸他們時,3具尸體頓時倒地,化成了一堆灰燼。1956年夏的一個正午,在蘇聯(lián)某個集體農(nóng)莊,兩個孩子在牛棚里躲雨。突然,房前的白楊樹下滾落一個橙黃色的火球直向他們逼來,一個孩子踢了它一腳,轟隆一聲,火球爆炸了,牛棚里的12頭牛炸死了11頭,孩子們被震倒在地,但沒有受傷。事后,人們才知道那個火球是罕見的球狀閃電。在美國的一個小城里曾發(fā)生了一件怪事:一位主婦從市場回到家里,打開電冰箱一看,她放進去的生鴨、生肉全都變成了熟食品。后經(jīng)科學(xué)家的研究才明白,是球狀閃電把冰箱變成了電爐,奇怪的是冰箱沒有損壞!1981年1月的一天,蘇聯(lián)一架客機在黑海附近遭遇球狀閃電。一個大火球闖入駕駛艙,發(fā)出爆炸聲。幾秒鐘后又穿過密封的金屬艙壁,出現(xiàn)在乘客的座艙里,戲劇性的表演一番后,發(fā)出不大的聲音離開飛機。事后檢查,機頭機尾的金屬壁各出現(xiàn)一個窟窿,內(nèi)壁卻完好無損。在美國俄勒岡州,一個球狀閃電來去如風(fēng),先在紗門上留下了一個籃球大的洞,然后直奔地下室,毫不留情的毀壞了一個舊軋干機;俄羅斯一位教師的經(jīng)歷更可怕,一個80厘米直徑的球狀閃電在他頭上來回跳動不下20次,然后悄然消失了;此外,前蘇聯(lián)也有報道說,一個球狀閃電飛進了一個盛水的大鍋里,水立刻沸騰起來,球狀閃電在鍋里翻滾了10分鐘才熄滅; 另有一次,一個足球大小的球狀閃電沿街滾動、跳躍,接觸到地面時,竟炸出了一些深半米、直徑1米的坑,最后,隨著一聲轟響,火球鉆進地下。1999年3月16日下午,我國湖北省北部的棗陽市忽然間閃電頻發(fā),雷聲驚天,當(dāng)場造成9人死亡、20余人受傷的罕見災(zāi)害。據(jù)目擊者稱,雷擊現(xiàn)場有一片紅光,這正是球狀閃電的特征。有人懷疑,上個世紀發(fā)生在俄羅斯的通古斯大爆炸的罪魁禍首就是球狀閃電。2009年6月的一個下午,中國山東省中部的鄒城市下雷雨時,據(jù)目擊者歐繼琦稱,在第四中學(xué)一個球狀閃電隨著一聲巨響和一片紅光爆炸了。球形閃電-炸塌河北在建樓 2009年8月4日上午9時許,位于河北省石家莊市長安區(qū)南石家莊村的一棟在建二層樓在雨中倒塌,造成17人遇難,3人受傷。 初步調(diào)查結(jié)果:專家初步判定球形閃電擊中建筑物是建筑物倒塌的主要原因之一。石家莊市委、市政府立即組織防雷及建筑施工質(zhì)量專家進行技術(shù)鑒定,專家認為:氣象局觀測記錄顯示,石家莊當(dāng)天8時到9時52分出現(xiàn)雷暴天氣,該市東北角在9時10分到9時15分間有過3至4次閃電記錄。倒塌房屋系在建建筑,還沒有安裝相應(yīng)的防雷設(shè)施,附近又沒有其它高大建筑物保護,使房屋本身處于該地較突出的位置,加之房屋內(nèi)比較潮濕,極易吸引雷電。由于第一現(xiàn)場被破壞,沒有找到雷擊點,現(xiàn)場剩磁測試顯示,超標5.2倍。因此,專家組認為,初步判定閃電(球形)擊中建筑物是房屋倒塌主因。