惊心动魄的天空表演

每日上演800万次

儿童放风筝是绝对安全的。但富兰克林(Benjamin Franklin)所放的一次却有杀死他自己的可能。儿童放风筝是为了玩乐。富兰克林却故意要冒险。1752年，他在雷雨中放了一个丝质的风筝，并用一条钥匙引出火花来。这种无害的电气火花本可以是致命的雷电。但结果正好相反，富兰克林那次放风筝以好结局收场——他发明了避雷针。但在此之后许久，闪电本身仍然是个不解之谜。

解谜的步骤在一个世纪之前开始，但完全的了解还是可望而不可即。闪电可以发生在一团云之内，从这团云到那团云之间，或从地上伸向云里。可是，正电荷和负电荷是怎样聚集起来而开始放电的呢？在理论上，事情是由雨点和小冰点与壮观的圆块积云中的水点和冰晶所形成的雾气相撞而引发的。这种积云高达数哩，其中有上升气流和下降气流互相冲撞，向上翻腾而形成巨大的花椰菜头之状。

关于这些激烈的气流骚动，《美国科学》月刊中一篇题名为‘雷雨的电化’的文章评论说：‘在它们背后的基本粒子物理学问题至今仍然是个被人忽视和未经解决的难题。粒子物理学对静电的充电缺乏解说乃是了解乌云带电的最严重障碍。’可是，文章却提出一项令人感兴趣的比较，说：‘这件事的基本物理机械作用也许与几种常见的现象类似，例如人在地毯上行走会导致所穿的鞋子带电，玻璃棒与一块羊毛摩擦时也会带电等。’

虽然闪电生于圆块积云之说仍议论纷纭，闪电却继续频频发生。《读者文摘》的一篇文章评论说：‘现在，你正在阅读本文的当儿，世上大概有1,800处地方发生雷雨。在这些地方每秒钟约有600次闪电，其中有100次打击地球表面。在24小时当中，据粗略估计有850万次雷电袭击地面。’《美国科学》月刊所举的数字大致相同——800万次。

实际的电光在以下事件的最高潮发生。首先，一团雷云的底部发出负电荷，使其下的地球表面产生正电荷。正电荷沿着云下追随，从树木、山岭、高耸的建筑物或甚至人身上腾，要达到云下的负电荷。当云层积聚到一亿伏特——有时可能高至3亿伏特——的电势时，它的能量就放出所谓的最初流光。流光以不规则的方式前进，在下降时形成许多分枝。

表演开始

流光带着几百安培电流在格子状的放电路上前行，但却由于太昏暗而不为人目所见。最后流光接近地面，距离地面不过几百米或更近。地上的正电荷终于能够跨越鸿沟，与流光会合，于是以雷霆万钧之势爆出强光，闪耀了流光经过的道路而到达云层。正电荷在上升之际填满了外面的通道和叉路，形成我们所惯见的树状闪光——电光看来是从云端下到地面，但其实是从地面上到云端。可是，发生过最初的闪光之后，闪电和流光在云层和地面之间来来回回地闪耀。普通的电光会闪耀三、四次，但《美国科学》月刊却报道一道电光曾往返26次之多！

闪电产生雷鸣，它是大自然最响亮的声音之一。但是一次闪电在大致上同时产生的一次雷鸣，怎会在随后几秒钟内连续作响，发出展延的霹雳轰隆之声呢？闪电何以触发雷轰并非不可解的谜。空气对电本有抵抗力；因此电流通过空气时好像通过电线一样会产生热。闪电使四周空气达到摄氏3万度（华氏5万度）的高热，结果急速膨胀而形成10至100气压的巨大激波。这随即转变成声震——雷鸣。既然音速比光速进行得较慢，因此通常人在看见电光之后几秒钟才听到雷声并不为奇。

‘许多小雷’造成大雷

可是，为什么雷声的大小如此不同呢？电光沿着起伏的路线前行，但有许多不同长度的片段是直线的。不同长度的片段各自指向不同的方位，产生本身的个别音响，这些音波分别向自己的方位平行地送出。是故，许多音量和方向不同的‘小雷’混合一起，就造成你所听见的一次宏亮、延长的雷声，夹杂着霹雳、轰隆和回响之声。所有小雷都差不多是同时发声的，但最接近听者的雷声首先被人听到、声音也最响，其他较遥远的雷声则较迟听到，迟慢多久视乎距离多远而定。因此，《美国科学》月刊一篇题名为‘雷’的文章解释说：‘人所听到的雷声大小至颇大程度有赖于产生雷声的闪电所具有的某些特征而定。’

闪电有许多不同的类别，产生不同的雷鸣，有些被人听到，也有听不到的。闪电有多种名称，例如线状电光、带状电光、叉状电光、热电光、幕电光、云内电光、晴天霹雳、超级电光等。普通电光所发的电力约10亿瓦特，但最近发现的稀有超级电光却能够发出1,000亿至10兆瓦特的电力！

闪电的确造成损害。《美国科学》月刊说：‘只在美国一地，每年约有150人因电殛而死，财产损失达2,000万美元。闪电也导致1万宗山火，因而摧毁价值3,000万美元的商用木材。’

优质的肥料，地球的电池

闪电也有其益处。世上每日发生的800万次闪电把大气分裂，使空气离子化而形成氧化氮，氧化氮在雨中分解成释稀的硝酸落到地面，在泥土里分解出植物所需的矿物质溶液。闪电同时使氮气成为可供植物所用。农人每年使用千百万吨氮肥——由于肥料太多，以致杀死土壤中的有机物，流出的肥料进一步杀死湖泊、河流中的生物和鱼类。但闪电所带来的‘雷雨的水’却性质温和，把适量的固定氮气供应植物。试验的结果显示，天然氮肥的收成比商业肥料的收成高出百分之50。《新科学家》周刊说：‘据美国两位化学家声称，世界有半数的固定氮肥是闪电供应的。这种说法比以前的估计超过将近五倍。’

同时，雷雨形成“电池”去维持地球的电路。关于这点，《美国科学》月刊说：‘在带着负电荷的地球表面和带着正电荷的大气层之间大约有30万伏特的电位差距经常存在。……如今科学家普遍认为这30万伏特的“电离层电位”乃是雷雨充电的结果；这形成了全球电路的“电池”。一次雷雨大约有一安培的电流向雷云上部的正电荷领域流去，在晴天时返回地球的大气层。……［然后］有一安培的电流从地球表面流向云层底部。雨点下降、电晕放电和闪电均有助于电荷的这项转移。’

雷雨交作的壮观景象最终出自什么来源呢？耶和华上帝乃是天空表演奇观的创造者，上演时电光闪闪、雷声隆隆，的确令人懔然生畏。圣经谈及这些现象曾在上帝与人交往时发生，是他天上宝座的装饰品，也是他施行审判的先兆。他‘发电光闪到地极。随后人听见有雷声轰轰，大发威严。’——约伯记37:3,4,11-13；40:9；出埃及记19:16；20:18；诗篇18:13,14；29:3-9；启示录11:19。

［第24,25页 的图片］

美国亚利桑那州‘季风’时节的闪电现象

［第24,25页 的图片］

下图：两棵丝兰在电光中矗立

右页：闪电所引发的大火

［鸣谢］

John Kamenchuk

［第23页的图片鸣谢］

Tucson, Arizona; photo by Manley Studios