球状闪电

球状闪电是一种自然现象，属于闪电的一种。球状闪电虽然通常与雷暴有关，但持续时间比闪电更久。许多早期的报告指出，球状闪电最终都会爆炸，有时具有致命的后果，并留下硫的气味。

此条目页的主题是自然现象。关于刘慈欣所作，发表于2004年6月《科幻世界·星云》的长篇小说，请见“球状闪电 (小说)”。

1901年关于球状闪电的画像

直到1960年代，虽然世界各地出现许多报告，多数科学家认为球闪电不是一个真实的现象，而是都市传说^[1]。实验室可以产生视觉上类似于球状闪电的效果，但是其与球状闪电关系仍然不清楚。

科学家提出许多假设解释球状闪电。因为球状闪电的不频繁和不可预测性，科学数据很少。球状闪电的存在取决于公众目击报告，由于其不一致性和缺乏可靠的数据，球状闪电是否存在仍然未知^[2]。

现象

目前对于球状闪电的相关信息少、而且多有争论，能归纳的现象有如下几点，多与降雨有关：

• 球状闪电呈球形，也有部分接近球形。
• 球状闪电于空中漂浮，直径由十五至四十厘米不等。
• 球状闪电的高温能把周围树木烤焦。
• 球状闪电的闪光为红色或黄色。
• 球状闪电存在时间短，一般为几秒，特别的可长达几分钟。
• 曾经有球状闪电进入室内的报导。

原理

一直以来，球状闪电形成的原因尚未有确切的解释。2012年6月，甘肃省兰州市的中国科学家在青海省一个雷暴天气中绘制辐射地图时，拍到一个发光球，被认为就是在雷暴天气出现的球状闪电。它的影片和光谱，被认为是迄今为止自然界球状闪电的首次科学记录。而这项研究的详细内容，已经发表在2014年1月出版的《物理学评论快报》上。^[3][4][5]

圣艾尔摩之火常被误会为球状闪电同类型事物，但实际成因不同：虽然二者都是常在大雨（尤其是雷雨）中发生的自然现象，但是圣艾尔摩之火是低温的冷光现象，不会破坏周遭事物。

以下是一些对其成因的假说：

• 有人认为在发生枝状闪电时，由于闪电通道里的空气温度很高，使空气中的水汽分解为氧和氢，在特殊情况下，闪电通道分裂成数块。如是，把闪电通道附近的空气分裂成一团团含氢和氧的气团，形成连珠闪电，待枝状闪电停止以后，球状闪电温度降低，氢和氧重新化合，在化合过程中释放出能量，在释放能量的同时产生了光。有时候这种释放能量的现象是用爆炸的方式表现出来，便产生了球状闪电。

• 传统理论认为它是一种旋涡状高温等离子体，利用内部高速旋转造成的向心力与外部大气压力达到平衡来维持了较长时间的稳定性。还有人认为它是利用高温混合气体之间的化学反应维持了能量的稳定。

• 迈射-孤立子理论认为球状闪电是由体积约为若干立方米的大气迈射所引起的。迈射相当于能量低得多的激光，在空气体积很大时，迈射会产生局部电场即孤立子，从而导致看得见的球状闪电。

• 巴西伯南布哥联合大学的研究人员Antnio Pavo和Gerson Paiva声称他们证实了汽化硅假说^[6]：二氧化硅经闪电的冲击，其中的氧与碳结合而硅被汽化成纯硅，形成短暂性的球体。汽化硅与空气中的氧气再结合时产生热量，使球体发白光。

• 奥地利因斯布鲁克大学的物理学家Joseph Peer和Alexander Kendl声称频繁发生的闪电可能致使磁场强大到使人产生类似幻觉，而猜测或许能用来解释球状闪电的现象。^[7]

• 经由玻璃中的自由电子产生^[8][9]。

案例

1989年4月4日0时许，中国湖南省邵阳市隆回县桃花坪乡一所平房被罕见“球雷”入室飞舞，3人死亡。^[10]

延伸阅读

• Barry, James Dale. Ball Lightning and Bead Lightning. New York: Plenum Press. 1980. ISBN 978-0-306-40272-2.
• Cade, Cecil Maxwell; Delphine Davis. The Taming of the Thunderbolts. New York: Abelard-Schuman Limited. 1969. ISBN 978-0-200-71531-7.
• Coleman, Peter F. Great Balls of Fire—A Unified Theory of Ball Lightning, UFOs, Tunguska and other Anomalous Lights. Christchurch, NZ: Fireshine Press. 2004. ISBN 978-1-4116-1276-1.
• Coleman, P. F. 2006, J. Sci. Expl., Vol. 20, No. 2, 215–238.
• Golde, R. H. Lightning. Bristol: John Wright and Sons Limited. 1977. ISBN 978-0-12-287802-2.
• Golde, R. H. Lightning Volume 1 Physics of Lightning. Academic Press. 1977.
• Seward, Clint. Ball Lightning Explanation Leading to Clean Energy. 2011. ISBN 978-1-4583-7373-1.
• Stenhoff, Mark. Ball Lightning – An Unsolved Problem in Atmospheric Physics. Kluwer Academic/Plenum Publishers. 1999. ISBN 978-0-306-46150-7.
• Uman, Martin A. Lightning. Dover Publications. 1984. ISBN 978-0-486-25237-7.
• Viemeister, Peter E. The Lightning Book. Cambridge: MIT Press. 1972. ISBN 978-0-262-22017-0.

参考资料

注释

1. How Stuff Works entry （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Retrieved 21 January 2014.
2. Anna Salleh. Ball lightning bamboozles physicist. 35.2772;149.1292: Abc.net.au. 2008-03-20 [21 January 2014]. （原始内容存档于2019-01-13）.
3. 我国研究人员首次拍摄到神秘球状闪电 互联网档案馆的存档，存档日期2014-02-03.北京日报17版（最下方） 2014年1月29日
4. 中国科学家首次拍到球状闪电：在地上穿行15米 （页面存档备份，存于互联网档案馆） 腾讯新闻（转自北京日报） 2014年1月29日
5. Cen, Jianyong; Yuan, Ping; Xue, Simin. Observation of the Optical and Spectral Characteristics of Ball Lightning. Physical Review Letters. 2014-01-17, 112 (3). doi:10.1103/PhysRevLett.112.035001.
6. 球狀閃電之謎已解？　巴西研究人員公佈實驗成果-EDA/IC設計-電子工程專輯. [2019-06-18]. （原始内容存档于2017-10-27）.
7. 球状闪电可能是磁场幻觉所致. [2019-06-18]. （原始内容存档于2019-05-25）.
8. 科學家揭開球形閃電秘密. [2012-10-21]. （原始内容存档于2012-10-15）.
9. Scientists uncover mystery of ball lightning. [2012-10-21]. （原始内容存档于2012-10-22）.
10. 球雷深夜入室 擊斃三人. 华侨日报第二版. 1989年5月17日.（繁体中文）

外部链接