中国科学家首次拍摄到自然界球形闪电 或破解神秘自然现象成因
据国外媒体报道,中国科学家首次在自然界中拍摄到球形闪电光谱,并识别出构成球状闪电的主要元素。光谱显示球状闪电中包含铁、硅、钙,与土壤主要成分相同,这为解释球形闪电的成因提供了重要线索。
研究人员首次使用光谱仪拍摄到球状闪电(左下角明亮处为球形闪电)
中国西北师范大学的研究人员首次使用光谱仪拍摄到球状闪电,这项研究详细内容发表在近期出版的《物理学评论快报》上。证实了球状闪电的真实存在性,并提供球状闪电如何存在的重要线索。
球状闪电是云层至地面的闪电,在持续发光期间水平移动。很早就有人们目击球状闪电,但是由于其罕见性和不可预知性,科研人员很难拍摄记录到这一现象。
中国研究人员是在观测青海省一次雷暴天气并绘制辐射地图时,意外记录下这个难以捉摸的发光球。光球从地面升起,水平移动5米,之后略微升高移动了15米便消失。西北师范大学的研究人员说,它的直径约有16英尺(约合5米),只出现了不到2秒钟。
科学家拍摄的球形闪电视频截图
《新科学家》杂志报道,这场发生在2012年的风暴的视频和光谱被认为是迄今为止自然界球形闪电的首次科学记录。
更为重要的是,研究人员使用光谱设备记录了球状闪电,从而能够识别构成球状闪电的主要元素。他们发现球状闪电中包含铁、硅、钙等元素,这与土壤主要成分相同。这一发现或许佐证了关于球形闪电成因的一种解释。
2000年,詹姆斯-迪尼斯(James Dinniss)和约翰-亚伯拉罕森(John Abrahamson)发表研究报告指出,球状闪电很可能是由击在地面上的普通闪电产生。闪电具有巨大的热量,完全可以将土壤中的二氧化硅气化,这些二氧化硅气体在电击产生的冲击波推动下上升,在大气中碳元素的作用下被还原成硅单质,然后在冷却中形成了发光的气溶胶。
后来,有科学家通过用高压电弧轰击纯硅片产生气化硅,成功生成了小型闪光球体,并且有一些可以在较长时间里维持形态。
美国空军学院在实验室中创造的球状闪电
对于球形闪电的成因,科学家还有很多其它的解释。科罗拉多州美国空军学院于2013年8月通过电击一种电解质溶液,在实验室制造和拍摄了明亮的白色等离子粒团球。这些研究人员也不能确定他们制造出来的就是球形闪电。所以他们把这种现象描述为“球形闪电一样的气压等离子粒团”。
此次科学家记录下的光谱,将有助于辨别哪种理论更符合自然界中的球形闪电现象。