驚心動魄的天空表演

每日上演800萬次

兒童放風箏是絕對安全的。但富蘭克林(Benjamin Franklin)所放的一次卻有殺死他自己的可能。兒童放風箏是為了玩樂。富蘭克林卻故意要冒險。1752年，他在雷雨中放了一個絲質的風箏，並用一條鑰匙引出火花來。這種無害的電氣火花本可以是致命的雷電。但結果正好相反，富蘭克林那次放風箏以好結局收場——他發明了避雷針。但在此之後許久，閃電本身仍然是個不解之謎。

解謎的步驟在一個世紀之前開始，但完全的了解還是可望而不可即。閃電可以發生在一團雲之內，從這團雲到那團雲之間，或從地上伸向雲裡。可是，正電荷和負電荷是怎樣聚集起來而開始放電的呢？在理論上，事情是由雨點和小冰點與壯觀的圓塊積雲中的水點和冰晶所形成的霧氣相撞而引發的。這種積雲高達數哩，其中有上升氣流和下降氣流互相衝撞，向上翻騰而形成巨大的花椰菜頭之狀。

關於這些激烈的氣流騷動，《美國科學》月刊中一篇題名為『雷雨的電化』的文章評論說：『在它們背後的基本粒子物理學問題至今仍然是個被人忽視和未經解決的難題。粒子物理學對靜電的充電缺乏解說乃是了解烏雲帶電的最嚴重障礙。』可是，文章卻提出一項令人感興趣的比較，說：『這件事的基本物理機械作用也許與幾種常見的現象類似，例如人在地毯上行走會導致所穿的鞋子帶電，玻璃棒與一塊羊毛摩擦時也會帶電等。』

雖然閃電生於圓塊積雲之說仍議論紛紜，閃電卻繼續頻頻發生。《讀者文摘》的一篇文章評論說：『現在，你正在閱讀本文的當兒，世上大概有1,800處地方發生雷雨。在這些地方每秒鐘約有600次閃電，其中有100次打擊地球表面。在24小時當中，據粗略估計有850萬次雷電襲擊地面。』《美國科學》月刊所舉的數字大致相同——800萬次。

實際的電光在以下事件的最高潮發生。首先，一團雷雲的底部發出負電荷，使其下的地球表面產生正電荷。正電荷沿著雲下追隨，從樹木、山嶺、高聳的建築物或甚至人身上騰，要達到雲下的負電荷。當雲層積聚到一億伏特——有時可能高至3億伏特——的電勢時，它的能量就放出所謂的最初流光。流光以不規則的方式前進，在下降時形成許多分枝。

表演開始

流光帶著幾百安培電流在格子狀的放電路上前行，但卻由於太昏暗而不為人目所見。最後流光接近地面，距離地面不過幾百米或更近。地上的正電荷終於能夠跨越鴻溝，與流光會合，於是以雷霆萬鈞之勢爆出強光，閃耀了流光經過的道路而到達雲層。正電荷在上升之際填滿了外面的通道和叉路，形成我們所慣見的樹狀閃光——電光看來是從雲端下到地面，但其實是從地面上到雲端。可是，發生過最初的閃光之後，閃電和流光在雲層和地面之間來來回回地閃耀。普通的電光會閃耀三、四次，但《美國科學》月刊卻報導一道電光曾往返26次之多！

閃電產生雷鳴，它是大自然最響亮的聲音之一。但是一次閃電在大致上同時產生的一次雷鳴，怎會在隨後幾秒鐘內連續作響，發出展延的霹靂轟隆之聲呢？閃電何以觸發雷轟並非不可解的謎。空氣對電本有抵抗力；因此電流通過空氣時好像通過電線一樣會產生熱。閃電使四周空氣達到攝氏3萬度（華氏5萬度）的高熱，結果急速膨脹而形成10至100氣壓的巨大激波。這隨即轉變成聲震——雷鳴。既然音速比光速進行得較慢，因此通常人在看見電光之後幾秒鐘才聽到雷聲並不為奇。

『許多小雷』造成大雷

可是，為什麼雷聲的大小如此不同呢？電光沿著起伏的路線前行，但有許多不同長度的片段是直線的。不同長度的片段各自指向不同的方位，產生本身的個別音響，這些音波分別向自己的方位平行地送出。是故，許多音量和方向不同的『小雷』混合一起，就造成你所聽見的一次宏亮、延長的雷聲，夾雜著霹靂、轟隆和回響之聲。所有小雷都差不多是同時發聲的，但最接近聽者的雷聲首先被人聽到、聲音也最響，其他較遙遠的雷聲則較遲聽到，遲慢多久視乎距離多遠而定。因此，《美國科學》月刊一篇題名為『雷』的文章解釋說：『人所聽到的雷聲大小至頗大程度有賴於產生雷聲的閃電所具有的某些特徵而定。』

閃電有許多不同的類別，產生不同的雷鳴，有些被人聽到，也有聽不到的。閃電有多種名稱，例如線狀電光、帶狀電光、叉狀電光、熱電光、幕電光、雲內電光、晴天霹靂、超級電光等。普通電光所發的電力約10億瓦特，但最近發現的稀有超級電光卻能夠發出1,000億至10兆瓦特的電力！

閃電的確造成損害。《美國科學》月刊說：『只在美國一地，每年約有150人因電殛而死，財產損失達2,000萬美元。閃電也導致1萬宗山火，因而摧毀價值3,000萬美元的商用木材。』

優質的肥料，地球的電池

閃電也有其益處。世上每日發生的800萬次閃電把大氣分裂，使空氣離子化而形成氧化氮，氧化氮在雨中分解成釋稀的硝酸落到地面，在泥土裡分解出植物所需的礦物質溶液。閃電同時使氮氣成為可供植物所用。農人每年使用千百萬噸氮肥——由於肥料太多，以致殺死土壤中的有機物，流出的肥料進一步殺死湖泊、河流中的生物和魚類。但閃電所帶來的『雷雨的水』卻性質溫和，把適量的固定氮氣供應植物。試驗的結果顯示，天然氮肥的收成比商業肥料的收成高出百分之50。《新科學家》週刊說：『據美國兩位化學家聲稱，世界有半數的固定氮肥是閃電供應的。這種說法比以前的估計超過將近五倍。』

同時，雷雨形成「電池」去維持地球的電路。關於這點，《美國科學》月刊說：『在帶著負電荷的地球表面和帶著正電荷的大氣層之間大約有30萬伏特的電位差距經常存在。……如今科學家普遍認為這30萬伏特的「電離層電位」乃是雷雨充電的結果；這形成了全球電路的「電池」。一次雷雨大約有一安培的電流向雷雲上部的正電荷領域流去，在晴天時返回地球的大氣層。……［然後］有一安培的電流從地球表面流向雲層底部。雨點下降、電暈放電和閃電均有助於電荷的這項轉移。』

雷雨交作的壯觀景象最終出自什麼來源呢？耶和華上帝乃是天空表演奇觀的創造者，上演時電光閃閃、雷聲隆隆，的確令人懍然生畏。聖經談及這些現象曾在上帝與人交往時發生，是他天上寶座的裝飾品，也是他施行審判的先兆。他『發電光閃到地極。隨後人聽見有雷聲轟轟，大發威嚴。』——約伯記37:3,4,11-13；40:9；出埃及記19:16；20:18；詩篇18:13,14；29:3-9；啟示錄11:19。

［第24,25頁的圖片］

美國亞利桑那州『季風』時節的閃電現象

［第24,25頁的圖片］

下圖：兩棵絲蘭在電光中矗立

右頁：閃電所引發的大火

［鳴謝］

John Kamenchuk

［第23頁的圖片鳴謝］

Tucson, Arizona; photo by Manley Studios