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第11章 闪电

一、关于闪电

划破天空的闪电,其实是直径5厘米的脉冲电能运行的途径,可以短得只有60米,也可以长达30公里。它以每秒14.5万公里——亦即大约等于光速之半的高速穿过大气层。就在闪亮的那一刹那,电力把周围的空气加热到2.8万摄氏度,约为太阳表面温度的5倍。

闪电中的能,虽有3/4化热耗去,但所余的1/4,仍能放出电压高达1.25亿伏特的电。击中一棵大树时,闪电会立即使树内的汁液高速沸腾,汽化之快,能使大树暴烈。以往曾有闪电将地面击出3米深的凹坑和把巨石劈成两半的记录。

地球上每秒钟有闪电约100次,亦即每天800万次,所放出的能比全美国所有发电机发电的总量还要多,可至今仍没有人想出利用这种能源的办法。

物理学家推测,闪电可能与地球上生命的发生有重要关系。实验室里所作的实验证明,强力的电击能将构成地球洪荒时代大气的4种气体——甲烷、氨、氢和水蒸气分解,而产生构成生命有机体“元件”的氨基酸。闪电无疑是原始人用火的惟一来源。直到今天,大地的阴电荷仍要靠大雷雨供应。而且闪电本身还能生产可被多数植物利用的氮化物。

闪电也会引起森林大火,每年所造成的财物损失高达数十多亿美元。它也是电力中断的主要原因之一,因为它那突如其来的强大电力,会将变压器烧毁。闪电可以伤害人命。它那强大电流能使人的心脏和呼吸系统停顿而丧生。

二、球状闪电

闪电是云与云或云与地之间的一种自然放电现象。一次闪电通常由3~4次、甚至几十次闪击组成,持续时间约达1/4秒。有红、白等等色之分,又有枝状、片状、线状等形态之别。

然而,球状闪电人的一生难得一见。1983年6月21日,浙南地区乌云滚滚,雷声隆隆,下午3时许,一场大雷雨过后,在瓯海县老竹乡陈岙村,有一位黄姓的农妇,突然发现在她家凹凸不平的潮湿泥地上,冒出一个直径约40厘米的红色火球,并发出咝咝的响声,她目睹火球迅速沿着电线而上,钻入壁洞而出,接着又从邻居叶家的楼壁钻窗而入。尔后,从叶家的前楼飘到后楼,沿电线而下,飞向西室,于前墙顶角缝隙变形挤入,溜出室外消失了。这就是一次球状闪电的行踪始末。

球状闪电在叶家房内行踪不定、快慢不一地曲折飘游,历时达30多秒钟,当时坐在床上的三个人惊恐万分,不敢妄动,他们先后听到了两次爆炸声,后经察看,击坏了烟囱,炸破了菜橱、衣橱。它所经过的墙壁、水泥楼板出现了许多斑点和大小不一的片状浅度窟窿,但未击穿墙壁、楼板,更无击塌楼房。

当今,科学家们通过观察、实验证明,球状闪电多产生于大雷雨之时或大雷雨过后的一段时间内,常在闪电折角处和云地闪击中的地面附近产生,是由带电离子和自由电子组成的等离子体凝结块,常随风和沿着对其有吸引力的电线、金属管道等飘移。据有关史料记载,球状闪电的直径,大至数米,小则几厘米,一般以15~40厘米为常见。它虽称球状闪电,其实也有梨形、香瓜形,有时还长有“触角”和“尾巴”,貌似一只小动物。它的颜色有黄、白、橙、红等多种,主要是与当时空气的成分不同有关。

我国很早就有球状闪电的记载。北宋著名的科学家沈括,在《梦溪笔谈》中曾经写道:“内侍李舜举家曾为暴雷所震。其堂之西室,雷火自窗间生,赫然出檐,人以为堂屋已焚,皆出避之。及雷止,其舍宛然,墙壁窗纸皆黔。……有一宝刀,极坚韧,就刀室中熔为汁,而室亦俨然。”可见,生命短暂的球状闪电,能量之大却可想而知,其内的温度足有几百度,乃至几千度。

三、黑色闪电

黑色闪电是一种较为罕见的自然现象。

黑色闪电多出现在树上、桅杆、屋顶和金属表面上,一般呈瘤状,看上去好像一团脏东西。如这时有人去动它,便会立即燃烧或爆炸。如果飞机在空中飞行时遇到黑色闪电,其后果是不堪设想的。

科学家研究认为:黑色闪电是由分子气溶胶聚集物产生出来的。分子气溶胶的大量聚集是由太阳辐射、云中电场、宇宙射线、球状闪电等对空气长期作用的结果。当然,也有其他物理和化学因素的影响。

在上述因素的作用下,大气中生成了无数带有正、负电荷的离子和气溶胶的活跃粒子。在一定条件下,这些粒子会聚成分子气溶状物,凑合在一起的某些化学活跃分子充当“催生剂”,引起聚集物的燃烧或爆炸,生成黑色闪电,且多呈球状。

四、闪电对健康的危害

闪电可能是在室外发生的许多致命心脏病的罪魁祸首。研究人员认为,闪电能致人死地,而且还不显示出有电流进出人体的明显迹象。同时,生理学计算表明,闪电产生的强磁场可以引发人体内的致命电流。科罗拉多大学教授Wachtel说,虽然这种结果仍有疑问,但他的计算显示,在心脏脆弱时期,体内因磁场感应的电流足够搅乱心脏,甚至导致死亡。通常以为闪电伤人是电流进入人体所致,这种电磁感应假说则阐明另一种闪电伤人或致死的原因。专家建议,人们若在室外遇雷电,应迅速进入车内,或采取篮球后卫的姿势,两脚并拢,两手过头,可以减少闪电电场的影响和伴随的噪声。

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