球状闪电到底是不是闪电？
最近网友拍摄的一段球状闪电的视频重新引起了人们对这种地球上最神秘的物理现象的兴趣。 其实 这种物理现象很早就有人记录，其中 最早的记录是中国宋朝科学家沈括 在他的名著《梦溪笔谈》中记录了球状闪电融化金属的例子，国外最早关于球状闪电的记录则在沈括的500多年以后。 顾名思义，球状闪电就是圆球形状的闪电，这个名字的由来是因为这种现象通常都在闪电后出现，并且这种球状物质发光有时跟闪电的光一样，所以就被叫着 “球状闪电”，这是一个很容易让人误解的名字。 球状闪电的大小一般在几厘米到几十厘米之间，最大的也有几十米的；颜色也有黄色、白色、蓝色，甚至还有黑色的，不过这些研究大多数都是根据目击者的描述来总结的，所以不一定准确， 最早拍摄到球状闪电视频的是几位中国科学家 ，他们之所以能够拍到这种奇特的现象也是一个意外。 2012年，西北师范大学的几位科学家在青海拍摄闪电光谱，他们用的设备是两台无缝分光相相机和一台运动相机，因为他们的目标是拍摄闪电的光谱，所以他们的设备远比一般的相机高级，这也使得他们 不仅能够拍摄到球状闪电的视频，还能拍摄到球状闪电的光谱，光谱可以用来分析球状闪电中的发光物质。 根据他们这次拍摄到的结果，这几位科学家2014年在 物理顶级杂志PRL上 发表了一篇论文（这篇论文应该是西北师范大学在PRL上发表的最出名的论文了），专门解释他们观测到的结果，并且根据他们光谱分析， 证明了球状闪电中发光的成分主要是泥土中的硅、铁、钙离子。 虽然最早关于球状闪电的记录在中国，但是球状闪电的研究主要集中在西方，还专门成立了 国际球状闪电协会， 每两年举办一次会议用来交流球状闪电研究进展。 根据Web of Science数据库统计，关于球状闪电的论文一共有2400多篇，在2014-2020这几年间，每一年都有一百多篇关于球状闪电的论文发表，2021前9个月都有一百多篇关于球状闪电的论文发表，随着研究的深入，人们对于球状闪电的发生机理也认识的越来越清楚，有几个实验室甚至可以在实验室内自己制造出球状闪电。 关于球状闪电的解释有很多，但是可以归为两类：一类是内部能量解释，即球状闪电是由于内部的能量发光形成的，主要模型是闪电击中地表，形成等离子后发光；另一类是外部能量解释，即球状闪电的能量是由外部提供的，主要模型是超强的电磁场可以为球状闪电提供能量。 这两种模型各有优势，目前依然没有结论到底哪一种模型更能解释球状闪电的起因，下面我将主要介绍第一类解释中的一个物理模型，因为是 这种模型更简单和更直观，根据奥卡姆剃刀原理，越简单的理论往往越容易是正确的。 根据内部能量理论解释，要想制造球状闪电，最关键的就是要制作一种叫做“水化等离子体”的物质，这个概念听起来难以理解，简单来说就是要模拟雷雨天气后湿润的空气，然后再往里加入各种离子，下面的实验装置图就是Egorov等人在2002年和2004年发表的文章中介绍的他们产生球状闪电的实验装置。 在实验的过程中，通过改变等离子的成分，他们观测到了白色、红色、黄色等不同颜色的球状闪电。 虽然球状闪电的起源和物理解释目前仍然不统一，但是有一个结论是确定的—— 球状闪电不是闪电，而是一种带电的发光体。原因如下： （1） 光谱不同。 根据中国科学家2014年在PRL发表的论文可以看出，闪电的光谱主要是氮和氧，这是由于闪电在从云层通向地面的时候将空气中的氮气和氧气电离形成的；而球形闪电的光谱主要是硅、铁、钙，当然也有一部分氧和氮，闪电和球状闪电的核心发光物质是不同的，这也是我们从来没有见过绿色或者黑色的闪电的原因。 （2） 内部温度不同 。闪电的内部温度在1.5-3万摄氏度之间，而球状闪电通常被认为是常温。 （3） 传播速度不同 。闪电的速度可以达到几十公里每秒，球状闪电一般是几米每秒，比人跑步的速度要慢，所以看到球状闪电往自己这个方向过来赶紧跑还是来得及的，但是如果闪电往自己这个方向来只能自求多福了。 （4） 形成机理不同。 闪电的路径是由于云层和大地之间的高压，再加上空气中的水分，使得原来是绝缘体的空气变成了导体，是一种电的传导作用；目前关于球状闪电的形成机理还不统一，但可以确定的是跟闪电的形成机理不是一回事。 综上，虽然球状闪电一般都发生在闪电之后，但是球状闪电不是闪电。
球状闪电是什么
球状闪电是一种物理现象，是在雷暴时发生，为圆球形状的闪电。球状闪电指的是在雷暴时发生，为圆球形状的闪电。俗称滚地雷，这是一种真实的物理现象。它十分亮，近圆球形，直径约15至40厘米不等。通常仅维持数秒，但也有维持了1至2分钟的记录。颜色除常见的橙色和红色外，还有黄色、紫色、蓝色、亮白色、幽绿色的光环，呈多种多样的色彩。球状闪电的危害较大，它可以随气流起伏在近地空中自在飘飞或逆风而行。它可以通过开着的门窗进入室内，常见的是穿过烟囱后进入建筑物。它甚至可以在导线上滑动，有时会悬停，有时会无声消失，有时又会因为碰到障碍物爆炸。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。形成原因：球状闪电通常都在雷暴之下发生。通常它只会维持数秒，但也有维持了1-2分钟的记录。更神奇的是它可以在空气中独立而缓慢地移动。由于球状闪电出现的频率很低，科学家难以做系统的观测。2012年，中国科学家首次拍摄到球状闪电，于2014年1月28日发表。理论方面，有人认为它是灼热的空气团或汽化了的元素，例如碳、钠或铜。虽然这个理论可以解释球状闪电的部分特性，却不能说明为什么它可以在飞机舱内形成。此外还有许多不同的说法，如等离子体、离子、带电尘埃、有外层电子壳的水等，但没有一个理论可以完满地解释这个科学悬案。球状闪电之所以神秘，是因为它并不常见，它行踪不定、色彩外形多变，还具有巨大的瞬间破坏力。所以早在古希腊，人们就开始留意这种奇特的自然现象了。
球状闪电真的存在吗？
球形闪电是存在的，并且是科学研究的热门课题。球状闪电是一种比较罕见的物理现象，通常发生在雷暴天气，又被大家称为滚地雷。它的外形是圆球状十分明亮，直径在15至40厘米之间。一般它们只能维持数秒，多的时候也有1至2分钟的记录。最常见的颜色是橙色和红色，除此之外还有黄色、蓝色、紫色、幽绿色的光环。球形闪电的移动速度并不快，貌似会受到气流的牵引，因此面对球形闪电不要快速奔跑，最好的办法就是尽可能地压低身体，趴在地上是最好的。尤其是不要跑向树林密集处、多水的地方。当然在野外面对球形闪电，不可能直接趴在水中，而尽可能去找低洼干燥的地方。球状闪电的成因球状闪电通常都在雷暴之下发生。通常它只会维持数秒，但也有维持了1-2分钟的记录。更神奇的是它可以在空气中独立而缓慢地移动。由于球状闪电出现的频率很低，科学家难以做系统的观测。2012年，中国科学家首次拍摄到球状闪电，于2014年1月28日发表。理论方面，有人认为它是灼热的空气团或汽化了的元素，例如碳、钠或铜。虽然这个理论可以解释球状闪电的部分特性，却不能说明为什么它可以在飞机舱内形成。此外还有许多不同的说法，如等离子体、离子、带电尘埃、有外层电子壳的水等，但没有一个理论可以完满地解释这个科学悬案。球状闪电之所以神秘，是因为它并不常见，它行踪不定、色彩外形多变，还具有巨大的瞬间破坏力。所以，早在古希腊，人们就开始留意这种奇特的自然现象了。很多人认为球形闪电是一团密度不大的常温等离子体，由于“太阳风”和宇宙射线的轰击，包围地球的空气被电离成正、负离子和自由电子形成的离子层。当离子层部分离子和电子集聚，便可能形成球状闪电。气象专家介绍，突发雷雨天气时，带电云层离地面很近，地面又有一些突出物体产生感应电荷，两者之间形成放电，因此形成了滚地雷。滚地雷容易对地面上的人员和物品造成电击伤害。球状闪电至今仍是人们不能解释的奇怪自然现象。一个共同的特点是，球状闪电基本上发生在雷暴天气中。2013年8月，科罗拉多美国空军军官学校的团队从一种专门的溶液中制造出了类似的球形闪电。但同时团队坦言：“我需要保持诚实，我们并不确定我们在实验中所产生的就一定是人们所说的球状闪电现象。”
