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科學(xué)家發(fā)表對(duì)球形閃電的個(gè)光譜分析

發(fā)布日期：2014-04-25 瀏覽次數(shù) ：1313

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鬼一樣的球形閃電被逮到了!新一期《物理評(píng)論快報(bào)》上，科學(xué)家發(fā)表對(duì)球形閃電的個(gè)光譜分析，引起媒體的興趣。科技日?qǐng)?bào)記者電話采訪了論文通訊作者袁萍，這位西北師范大學(xué)教授是球形閃電的目擊者。 

 
　　一張圖片顯示，球狀閃電位于左下方，在云對(duì)地閃電的下端;彩色部分是云對(duì)地閃電和球狀閃電的光譜。第二張圖片顯示，云對(duì)地閃電消失，只剩下球狀閃電。球狀閃電持續(xù)約1.64秒，其顏色也有變化。

 
　　0毫秒時(shí)刻，云對(duì)地閃電產(chǎn)生球狀閃電，顏色為紫白色;20毫秒時(shí)刻，云對(duì)地閃電消失，只剩下球狀閃電，顏色與0毫秒時(shí)刻大致相同;80毫秒時(shí)刻，顏色變?yōu)槌劝咨?約從160毫秒時(shí)刻，一直保持白色，直到1120毫秒，接近于消失階段時(shí)，顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色，直至消失。

夜里將近10點(diǎn)，袁萍和她的博士研究生岑建勇、薛思敏在青海省的高原上，用光譜儀監(jiān)視著一場(chǎng)雷暴。“那是一次非常強(qiáng)的閃電放電，聲音更響，像爆炸一樣。亮光打到地上，引發(fā)出一個(gè)球。”900米外的袁萍意識(shí)到，那是球形閃電。

“看得很清楚，但一共只有1.64秒。”袁萍說，“球形閃電沒有發(fā)出聲音。”

后來估算，放光球區(qū)(大于球狀閃電)的直徑大概為5米，水平方向移動(dòng)速度約為8.6米每秒。

“我們后來放大照片，發(fā)現(xiàn)它開始是亮白色，邊緣有一點(diǎn)紫色，紫色又變成綠色、粉色。然后，好像炭要燃盡那樣，變成紅色。后縮小、消失了。”

接下來，袁萍聞到一種從未在雷電現(xiàn)場(chǎng)聞到的味道。“特別怪，有點(diǎn)像臭氧，但不完全像。也可能是球閃過程形成的氮氧化物。”

高速攝像儀器錄下了整個(gè)過程，它一秒鐘能夠拍攝幾千張照片。接下來，研究者用了幾個(gè)月時(shí)間分析球形閃電的光譜數(shù)據(jù)，通過不同波長(zhǎng)的光，判斷是哪些元素在發(fā)亮。她們得到了令人興奮的發(fā)現(xiàn)。

“一般的閃電主要涉及空氣里的元素。而球形閃電里是硅、鐵、鈣等元素。”袁萍說。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)暗示了球形閃電和土壤的親密關(guān)系。十幾年前，曾有學(xué)者提出一種理論：閃電擊中土壤，讓硅物質(zhì)蒸發(fā)到空氣里，形成一個(gè)硅顆粒球狀區(qū)域，它逐漸氧化放出能量，發(fā)光發(fā)熱，就是球狀閃電。曾有科學(xué)家用電弧熔化硅，在實(shí)驗(yàn)室里制造出了火球。

科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)，一定程度上支持了“土壤發(fā)生說”。而根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)分析，袁萍猜測(cè)這個(gè)火球應(yīng)該涉及到一些電活動(dòng)，而不只是簡(jiǎn)單的氧化。

《物理評(píng)論快報(bào)》的文章發(fā)表后，袁萍收到了各地的采訪郵件。因?yàn)檫@是上一次對(duì)球形閃電的科學(xué)分析?！段锢碓u(píng)論快報(bào)》將之作為主編推薦文章，還附上了一篇專門的評(píng)論。

“已有各種研究項(xiàng)目拍攝自然的和人工引發(fā)的雷電，但據(jù)我所知，還沒有拍到過球形閃電的。”美國(guó)雷電馬丁·尤曼在評(píng)論文章中表示，這次觀察很可能是的。

盡管有目擊者拍下過球形閃電的模糊影像，但大家還是不了解這種現(xiàn)象。球形閃電太罕見了，而且稍縱即逝，簡(jiǎn)直無法研究。曾有人認(rèn)為它是子虛烏有。關(guān)于球形閃電的本質(zhì)，有無數(shù)奇特的解釋。作家劉慈欣還寫過科幻小說《球狀閃電》。

袁萍從2000年開始研究閃電光譜，她和同事背著攝像儀器，在雷暴多發(fā)的季節(jié)和地區(qū)追蹤閃電。她曾聽農(nóng)民說，見過球形閃電擊中了牛。 “跟我的導(dǎo)師還有許多前輩學(xué)者相比，我對(duì)閃電的研究不算很久。能看到球形閃電，簡(jiǎn)直是太幸運(yùn)了。”袁萍說。