辰声 发表于 2009-12-31 22:18:45

球状闪电是怎样形成的?

球状闪电俗称滚地雷,是一种圆球状的闪电球,是一个真实的物理现象。球状闪电通常都在雷暴之下发生,它十分光亮,略呈圆球形,直径大约是20至50 cm。通常它只会维持数秒,但也有维持了1-2分钟的纪录。更神奇的是它可以在空气中独立而缓慢地移动。有的目击者看见它像火球掉在地上又弹回空中消失。
球状闪电不可思议,它到底是什么?多少年来,科学界都认为球状闪电是子虚乌有的现象,直到最近几十年才承认它的真实性。球状闪电之所以神秘,实在是因为它并不多见,它飘渺的行踪、多变的色彩和外形以及它刹时间巨大的破坏力都让人类着迷。所以,早在古希腊的时代,人们就开始留意这种奇特的自然现象了。
球状闪电到底是什么?科学界公认,球形闪电就是一个气体等离子体球团,并不神秘。而它的生成确实让人费解。要想知道球状闪电到底是怎样形成的,还得从普通闪电的形成说起。
现在学界普遍认为:雷电是由于云层间相互摩擦、碰撞使不同的云层带有不同的电,当电压达到可以击穿空气的程度后,临近两片云层发生的放电现象。这种解释的思想源于十八世纪前的摩擦生电理论。不过,学过流体力学的都知道,流体不是固体,它们之间不是摩擦。相对运动的流体之间只有层流。如果让相对流动的流体发电,只有流体是磁体一种情况。而且云层摩擦放电,也不应该与大地有关,云地间的电击能量差是怎么聚集的呢?无法解释。
科学的进步,使我们能看到土星、木星的雷电。总结下来,行星雷电都和行星磁场有关。地球雷电的年发生数是正态分布于地球赤道两边的。地球的电磁场通过已知的磁场推算,地球电场的电流量也是正态分布于地球赤道两边的。实际上,发生雷电的云层的对地电压是大地电流的感应电位差。而且有时一块云层连续雷击的时间很短,这是摩擦生电和许多生电方法都来不及的过程。
大地电流也遵循最小电阻路径原理,因为地球是圆的,所以一般情况下,在地表我们不会感觉到有大地电流的存在。只有在大片云层带电,并压向地面时,云层和大地两块带电体的电容效应才会把大地电流拉向地面。由于云彩的漂移,这种地电流的向上是波动的。特别是雷击产生时,一些地电流就会窜出了地面,产生雷击。偶尔会有一些向上波动的地电流遇到合适环境,会将地面以上的空气电离形成球状闪电。
根据以上原理我们总结容易形成球状闪电的环境如下:
1、雷雨天气,大片的雷雨云可以将地电流拉向地面。有不充分雷击时更容易产生球状闪电。
2、潮湿、密度大或有粉尘的空气,并且相对稳定。致使电离空气时更容易进行。
3、最好有一段特殊的导体,它能把地电从大地导出,而又不容易和云电产生回路。
4、有一块相对干燥的区域,因为球状闪电形成之后只对导体发生作用,致使产生的球状闪电不会很快消失。
其实球状闪电并不少见,只是在雨天潮湿的环境里,马上就把球状闪电中和了。我曾经有过对球状闪电的经历。那是上大学时在浙江南部的深山里实习,同学们都住了一座不错的专家楼里。小楼二层,盖在一个山丘上,周围群山环绕。一天下午回来时下起雷雨,风雨交加、电闪雷鸣。我在远处的小房里避雨,看着住的避雷设备齐全的楼,经历着雷电的洗礼。直接雷击都发生在周围的山上,而较近的雷击发生以后,小楼的屋檐下即刻会产生一至两个球状闪电围着房子乱转。雷声消失后球状闪电才消失。这样的过程经历了七、八次,然后雷雨渐渐逝去。我当时在想,这避雷设备到底是避雷还是在引雷呀?
球状闪电-可以定义如下:球状闪电是形成雷电的电动趋势,在半击穿空气时产生的空气离子球。它其中携带能量,包裹相对稳定。当有导体破坏它的平衡时,它会和周围的空气中和,并释放出能量。
云地直击雷生成球状闪电的情况非常少见。在现代的生活中,我们的周围到处都是金属,所以现在发生球状闪电的概率比之前要高得多。在古代,发生球状闪电一般都在丘陵地带山坡的地面上,所以俗称其为“滚地雷”特别形象。
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