物理新视点分享 http://blog.sciencenet.cn/u/yych66

博文

地滚雷 之谜

已有 1255 次阅读 2018-7-23 21:02 |个人分类:物理新视点|系统分类:论文交流

                           地滚雷、球形雷

 晏成和

  在雷电家族中,还有神秘恐怖的地滚雷,有目睹者的记述,在酷寒之夜,闪烁着蓝色电光的球体从天飘然而降,在房顶、地面滚动,甚至还能挤进门窗,来无影、去无踪。因为呈球形滚动,也叫球形雷。自然界的地滚雷是怎样形成、如何有如此恐怖的特性,却没有见到解释。

 

在《雷电是怎样形成》文章中,介绍了常见的雷电是水蒸气相变成雨水时的附产物,地表电荷由水蒸气携带轻柔地飘上了天空,水蒸气相变时排挤出电荷,聚成云层中的电荷,然后猛烈地击回大地,形成雷电。

雷电电荷来自于水蒸气中,主要是由于H2O中氢元素的价电子少,蒸气中的价电子空间运转,形成了较大的核外空间,使游离的电子有空可钻。

自然物质中,核心大、氢元素多的气体,是吸纳游离电子的最佳去处。除了水蒸气外,氢气的价电子最少,也能吸纳大气中游离的电子;自然界还有烷气,如甲烷(5核心、8电子)、乙烷、丙烷、丁烷气体分子也符合体积较大、价电子数少的特征,也能吸纳大气中游离的电子。空气中烷气虽然很少,但也还是有(草食动物的排气、泄露的石油气),平时也有一些游离的电子会钻进烷气之中,被轻柔的带到了高空。

(图一, 图中, 棕色:碳核心,绿色:氢质子)

5521e73cx6521080ed4ad.jpg

  丙烷是液化石油气的主要成分,液化(凝结)温度在-42℃;丁烷凝结温度是(-0.5℃至-11℃)。天空中如果遇到冷空气,丁烷首先凝结,高寒中,丙烷气凝结,吸纳在其间大量的多出电子没有了藏身之地,挤在正在凝结的气体周围,使丙烷、丁烷气体形成了一个电子包围的具有很高电压的气、液体团。包围在外面所有的电子都企图回到气体内部,于是外围张力均匀,能够形成一个浑圆的球。密集环绕的电子形成的高电压、使电子振动发光,形成了在阴暗天空闪着亮光的火球;凝结使其比重加大,从天空落下,在房顶、地面滚动,这就是神秘恐怖的地滚雷。

因为地滚雷外围绕着大量高速运转的电子,而电子的运转伴生着磁场,在强电磁场的包裹中,地滚雷在地面不会立即接地消失,而是在屋顶或地面继续滚动。遇到较高温度,液态烷蒸发成烷气,外围的电荷又返回到分子周围,带着多余电荷的烷气升空,地滚雷又消失得无影无踪。

因为甲烷、乙烷的凝结温度更低,所以地滚雷的主要成分应该是丙烷、丁烷。也就是是丙烷、丁烷的相变制造了神秘的地滚雷。因为大气中丙烷、丁烷的含量稀少,加之它们的凝结需要突然极度的严寒,所以地滚雷难得一见。

                                 2018/7/20   修改




http://blog.sciencenet.cn/blog-73066-1125570.html

上一篇:雷电是怎样形成?
下一篇:揭开马拉开波湖的闪电之谜。

1 魏焱明

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (1 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2020-2-24 22:42

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部