球型闪电是怎样形成的

首先纠正一下错别字：是球形闪电,而不是球型闪电. 有科学家推测,球形闪电是一种气体的漩涡产生于闪电通路的急转弯处,是一团带有高电荷的气体混合物,主要由氧、氮、氢以及少量的氧化氢组成.通常发生在枝状闪电之后,似乎枝状闪电是产生球状闪电的必要条件.球状闪电较为罕见,因而研究它十分困难,至今仍然是自然界中的一个谜. 早在1955年,苏联物理学家便提出球状闪电是雷暴中所产生的电磁干扰效应所引起的.1991年,日本科学家报道了他们在实验中观察到微波干扰所产生的一系列类似球状闪电的现象,他们的人造等离子球也显示出球状闪电的一些特性,如它可沿与主气流相反的方向运动,并可穿越固体物质. 1998年,一位西班牙物理学家认为,所谓的神秘球状闪电其成因并不神秘,这一现象很可能是闪电产生过程中,磁场约束发光等离子体所形成.他建立了闪电磁场模型,认为关键是闪电过程中形成的水平磁场和垂直磁场磁力线圈相互交织而成的磁力线网.在某些特殊情况下 ,这一磁力线网有可能会呈现出球形,而发光等离子体会被这一网所“俘获”而形成球状闪电.这一火球效应会一直持续到等离子体开始冷却.研究人员指出,根据他们的预算,火球持续时间最多可达10至15秒.当等离子体冷却后,电子开始被原子所束缚,等离子体内部电阻变大、电流趋弱,周围的磁场也将随之瓦解,最终火球不复存在. 按照这一理论,球状闪电绝大部分较冷,但在沿磁力线方向局部温度则极高.研究人员指出,据此就可很好的解释为什么火球并不发热而触到物体后往往容易着火. 2000年,两位新西兰科学家提出了他们的新理论.当一般的枝状闪电击到土壤中,土壤中的矿物质会转换成纳米纯硅和硅化合物颗粒.这些尺寸不足十分之一微米的微型颗粒,会在闪电的能量作用下由土壤蒸发进入大气.这一过程,就像抽烟者从嘴中吐出烟圈.进入大气的含硅颗粒会首先连接成链,然后组成能随气流运动的球状细丝网.该球状细丝网中的颗粒具有很高活性,会在特定条件下缓慢燃烧,并释放出光和热而形成所谓球状闪电. 2002年1月15日英国皇家学会在其学术杂志《哲学学报》的专刊上发表了一组有关球状闪电理论的文章.这些理论分别由物理化学家、物理学家和化学工程师提出.他们提出了3个解释球状闪电缘由的新理论.其主要内容分别是： 1.球状闪电是由含有水合离子的小水滴组成的,它通过离子反应来释放能量.在这个理论中,球状闪电是一个包含等离子体的电化学结构,这一结构是由温度、压力、电磁场和重力场的微妙平衡来维持的. 2.球状闪电是由聚合体细丝缠绕而成,通过表面放电来释放能量.在该理论中,灰尘中的自然微粒,像来源于纤维素、煤烟或硅土中的微粒都能形成细丝状结构,这些细丝聚合起来就变成了一个高度充电的球体,当它表面放电时,就发出了光和热. 3.球状闪电是由金属纳米粒子链构成,其能量释放是通过金属纳米粒子的表面氧化来进行的.在这个理论中,普通的闪电能引起像土壤或木材这样的物质释放金属蒸气,这种带电的金属蒸气浓缩成一个网状的金属纳米粒子球. 这些理论都有些说服力,特别是第三个理论,可以解释为什么球状闪电能够穿过墙壁和关着的窗子,似乎更有说服力. 但是,人们至今尚未在实验室中制造出真正的球状闪电,虽然已模拟出了极微型又短命的球状闪电.事实上,所有的理论在球状闪电的复杂多变性面前都显得那么单薄.一个真正的球状闪电理论应说明所有的现象,包括没有雷暴的情况和球状闪电持续很长时间及球状闪电大如房屋的情形.而要说清这一切,需要更强大的理论. 有人认为,更有说服力的解释应是接近冷聚反应领域,与等离子体现象相关的理论.更有人提出球状闪电和龙卷风一样都是等离子团的现象.还有人设想,最佳的理论可能是把电磁学、电学和等离子及纳米理论综合起来的想法.