编读往来

今年6月10日，摄影师李轩华在雪山之巅拍摄到难得的放电现象的照片，并刊登在6月14日的《科普时报》头版头图位置。这种闪电很不寻常，背后蕴藏着丰富的科学知识。

闪电是怎么形成的？我们可以想象把大气分割成无数个空气团。因为地表的组成复杂多样，有植被、土壤、建筑、水体等，所以地表反射光波的能力不等，这使得空气团的温度不尽相同。空气团好比一个热泡。由于不同温度的热泡浮力不同，上升速度便有快有慢。快速上升的热泡会挤压其上方和周边上升速度慢的热泡，使它们在剪切力的作用下产生向其后方运动的下沉拖曳流，对流（热泡之间的相对运动）就产生了。

对流导致相邻热泡中的粒子之间产生了碰撞与摩擦，摩擦起电使粒子带上电荷。对流越强，持续时间越长，粒子所带的电荷就越多。电荷有正有负，当携带同一电荷的热泡群中总电荷累积到一定量，又与地面或附近带相反电荷的另一个热泡群之间产生高压，此时电流在导电气道中因碰撞会产生火花，就形成了闪电，并且导电气道的特征使闪电呈枝状。

如果热泡群中水汽含量较多，上升降温过程中就会生成云，所以人们经常看到乌云滚滚、电闪雷鸣的场景。但是，如果热泡群比较干燥，水汽含量较少，上升过程中就无法形成云，难得一见的“晴天霹雳”就出现了。

“红色精灵”是“晴天霹雳”的一种衍生产品。闪电的温度可高达17000℃以上，使周围的物质离子化，继而形成了高速上升的气流，有时气流呈现喷射状。通过图片，我们可以看到“红色精灵”像一朵美丽的郁金香绽放在天空：下部放射状的闪电是它的叶，中部闪电产生的高温高速离子流（同时撞击氮、氧分子）是它的茎，上部是离子流在磁场的作用下形成了花朵。

在类似“红色精灵”出现的天气条件下，若空气团的电荷累积量没有达到放电条件，就不会出现“晴天霹雳”。虽然人们对环境的变化浑然不觉，但是大气中的强对流已悄然形成。如果“晴天霹雳”发生在白天，阳光可能掩藏“红色精灵”，也就隐藏了强对流的警示。这种不可见的强对流比强对流云更具危险性，难以防范。

如果飞机遭遇这样的强对流区，飞行员很难快速做出正确的应对，很可能导致机毁人亡；如果高大的轮船驶入强对流区，也有倾覆的风险；山区的高架桥，如果正处于强对流中，也是危机四伏。

所以，当我们享受大自然赠予的快乐时，不要忽略它的警告，美景背后可能隐藏着致命的危险。

（作者系陕西省人工影响天气中心高级工程师）