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地滚雷 之谜

地滚雷、球形雷

2018/07/31   维加斯新闻报
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，闪烁著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）


    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，于是周边张力均匀，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著亮光的火球；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，而电子的运转伴生著磁场，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，周边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。