()據中國科學報(劉曉倩):“哦!”巨大的雷聲之后伴隨著一陣驚呼,一個非常強的閃電劃過夜空,引發了一個球狀閃電 。高速攝像機背后 , 西北師范大學物理與電子工程學院岑建勇博士迅速按下按鈕,拍下了國際上首個球狀閃電光譜 。
3月12日,西北師范大學物理與電子工程學院教授袁萍接受《中國科學報》采訪人員采訪時 , 回憶起2012年夏 , 科研小組在青海省大通縣一個偏僻村子拍攝自然閃電光譜,偶遇球狀閃電的經歷 , 仍按捺不住興奮之情 。
【中國科學家繪出世界首個球狀閃電光譜】此后,利用高精度科學實驗儀器,研究小組證實了自然界中球狀閃電的產生形式以及主要成分 。近日,該成果發表于《物理評論快報》 。
數百年來,球狀閃電在科學界一直是個難解的謎 。這篇論文發表后,一位奧地利的專家發來郵件說,作為國際球狀閃電委員會(ICBL)的成員,他們從1988年開始研究球狀閃電,直到現在只拍到過一次普通照片 。
“能記錄到球狀閃電光譜,簡直是太幸運了 ?!痹紝Α吨袊茖W報》采訪人員說 。
2012年夏,袁萍照常帶領研究小組到野外拍攝自然閃電光譜 。這一次他們將地點選在了青海省大通縣一個偏僻的村子 。晚上8點 , 電閃雷鳴,研究小組在村小學的二層教學樓觀測 。
“金屬物品、手機都放下了嗎?”袁萍再次叮囑學生們 。在野外觀測閃電是很危險的,每次觀測,袁萍都要仔細叮囑每一個學生安全操作規程 , 為了避免觸電,就連觀測儀器的金屬邊角都要用絕緣帶粘住 。
“21時54分59秒 , 天空出現了一道特別強的閃電,這個閃電打在小山上,伴隨著爆炸一般的雷聲,閃電通道消失后,一個光球持續點亮 。”袁萍回憶道,當時自己距離球狀閃電約900米,看得十分清楚,資料分析顯示,球閃在地面穿行15米,水平方向移動速度約為8.6米每秒,持續時間1.64秒 。接下來,大家聞到一種從未在雷電現場聞到的味道,“有點像臭氧,可能是球閃過程形成的氮氧化物” 。
球狀閃電俗稱滾地雷 , 是一種神秘且罕見的自然現象,關于它的報道大部分來自于目擊證人,但沒有人拍攝記錄到這一現象 。它曾經被誤認為是不明飛行物,幾個世紀以來一直沒有合理解釋 。球狀閃電通常發生在雷暴天氣,呈球形 , 直徑為幾厘米到幾米不等,能維持數秒,且會以數米每秒的速度運動 , 十分光亮,具有多變的色彩 。球狀閃電能穿過門、窗的縫隙,登堂入室、鉆進人家,它有時發生爆炸,毀壞建筑物,造成人畜傷亡 。它在行進的沿途,遇到任何障礙物時無堅不摧 , 卻又不燒壞周圍的可燃之物 。通常,一個球狀閃電爆炸時釋放出的能量 , 約相當于10公斤TNT炸藥爆炸時放出的能量,一般會留下燒焦、硫磺或臭氧的氣味 。很多科學家試圖從理論和試驗上來解釋球狀閃電 , 但至今沒有得到一個公認的說法 。
分析高速攝影儀拍攝下的兩千多張照片,袁萍研究小組讓球狀閃電“現形” 。袁萍說,這次野外記錄到的球狀閃電,是云對地閃電擊中地面后形成的 , 其發射譜線主要來自于土壤和空氣 。從照片中可以清楚地看到,球狀閃電從最初的紫白色,到橙白色 , 再到白色,最后好像炭要燃盡一樣變為紅色 。
通過光譜分析,研究小組發現:一般閃電的成分是氧氣和氮氣,而球狀閃電中還有硅、鐵、鈣等元素 。也就是說 , 閃電擊中土壤使其發光發熱,形成球狀閃電 。
目前 , 研究小組正在對光譜進行定量分析,從而得出球狀閃電的溫度、能量等數據,以揭示它的物理機制 ?!斑@樣就能解釋大家最關心的問題:球狀閃電比一般閃電持續時間長,能量從哪里來?”
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