閃電不僅僅是閃電符號 ()或者是哈利波特前額的小條紋。如果你曾遇到過雷暴雨,並且敢抬頭仰望天空,那麼你就會知道閃電可以呈現出各種可怕的形狀。但這不僅僅是外表的問題,有些類型的閃電也比其他類型的更致命。以下是一些最罕見、最怪異、最恐怖的閃電形式。
球狀閃電
球狀閃電看起來就跟聽起來一樣,幾乎沒有任何形式的閃電是如此神秘。幾個世紀以來,人們一直報導說看到過緩慢旋轉的光球——通常有一個葡萄柚那麼大——在雷暴期間漂浮在地面上。有時光球會穿過一扇關著的窗戶,或者出現在房間中央,但它幾乎總是在大約10秒後就消失。
但是,是什麼可能讓一個光球出現在天空中呢?直到最近幾十年,科學家們才有了頭緒。直到2012年,球狀閃電才首次在相機上被記錄下來,從那以後,關於其真正由來的理論就很多了。最近發表在《Optik》雜誌上的一篇新論文稱,這個球形殼內充滿了高度壓縮的空氣,使得白光像球一樣在天空中四處滾動。研究人員指出,這種罕見閃電的強度幾乎是直線閃電強度的十億倍。
精靈閃電(Sprites)
這些怪異的小閃電幾乎和童話中虛構的生物一樣神秘。精靈閃電是紅色的,水母狀的電流爆發,在雷暴上方舞動,開始時是光球,然後開始向下流動。它們似乎是由雷雨雲下面射出的閃電引起的,造成了雷雨雲上面的電荷不平衡。
科學家們在80年代末90年代初首次捕捉到它們的這種行為,但在此之前的幾十年裡,飛行員們已經看到過它們在雲層上跳舞了。然而,在科學家證實它們的存在之前,他們不敢報告自己所看到的東西。阿拉斯加大學費爾班克斯分校的研究人員Hans Stenbaek-Nielsen告訴《生活科學》:「在那之前,沒有飛行員願意承認看到過它們,因為他們認為這會讓人對他們的精神狀態產生懷疑。」「如果你眨眼睛,你就看不到它們……它們的持續時間約為10毫秒。」
精靈閃電(Elves)
這兩種精靈並沒有太大的區別。它們都超快,超亮,你可以在大白天看到精靈在雲層之上。但精靈閃電(Elves)不是會跳舞的球,而是以戒指或光環的形式出現。而且它們也不是小精靈——它們的寬度可達185英裡(300公裡)。精靈閃電「Sprites」和「Elves」的神秘名字都來自於一位研究員:氣象學家Walt Lyons。與科學界的許多名稱一樣,它們都是創造性的縮寫詞:「sprite」代表「由強雷暴帶電引起的平流層/中間層擾動」(Stratospheric/Mesospheric Perturbations Resulting from Intense Thunderstorm Electrification),「elve」代表「電磁脈衝事件的光發射和甚低頻擾動」(Emissions of Light and VLF perturbations from EMP events)。
黑色閃電
這種奇怪的閃電根本不會產生多少可見光。常規的閃電是由相對緩慢的電子組成的,這些電子攜帶電流穿過雲層或向地面移動。而黑色閃電是由高能量電子組成的,這些電子與空氣粒子發生碰撞,產生危險的伽馬射線。據美國宇航局稱,這些地球上的伽馬射線閃光,或稱轉化生長因子(TGF),是地球上自然產生的能量最高的光。它們的威力如此之大,可以讓數百英裡外的衛星傳感器失明。
當飛行員駕駛飛機穿越雷暴時,雲層中間的黑色閃電會產生伽瑪射線閃光,擊中乘客,有時乘客接收的劑量相當於全身CT掃描所產生的輻射量。但是TGF是非常罕見的,科學家們通常認為它們所帶來的輻射風險是最小的,所以它們不是我們完全避免飛行的理由。
正極性閃電
到現在為止,閃電對於科學家來說仍然是一個謎。但是,關於其工作原理的主要理論是,當冰粒子在雲層中碰撞時,它們要麼獲得電子,要麼失去電子,從而形成正電荷或負電荷。你最常看到的閃電是負極性閃電,當雲層底部帶負電荷的電子與地面連接時就會產生。另一方面,正極性閃電只佔你所看到的閃電的5%到10%。它來自聚集在雲層頂部的帶正電荷的電子,這些電子通常只會與雲層底部的帶負電荷的電子連接。但是,當那些東西消失的時候,比如在暴風雨結束時或是在強風中時,正極性閃電可以擊中地面。因此它被稱為「晴天霹靂」是有原因的——它經常出現在晴朗的天空。
正極性閃電是你需要注意的,它不僅在暴風雨過去之後才出現,而且還會產生更多的能量。負極性閃電可以產生3億伏特電壓和3萬安培電流,而正極性閃電能產生近10億伏特電壓和30萬安培電流。正極性閃電比較少見,但也更致命。因此,這是雷雨天氣要小心的又一個理由。如果你認為暴風雨已經過去,最好再等一段時間以確定。