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地滾雷 之謎

地滾雷、球形雷

2018/07/31   維加斯新聞報
晏成和

    在雷電家族中，還有神秘恐怖的地滾雷，有目睹者的記述，在酷寒之夜，閃爍著藍色電光的球體從天飄然而降，在房頂、地面滾動，甚至還能擠進門窗，來無影、去無蹤。因為呈球形滾動，也叫球形雷。自然界的地滾雷是怎樣形成、如何有如此恐怖的特性，卻沒有見到解釋。
 
    在《雷電是怎樣形成》文章中，介紹了常見的雷電是水蒸氣相變成雨水時的附產物，地表電荷由水蒸氣攜帶輕柔地飄上了天空，水蒸氣相變時排擠出電荷，聚成雲層中的電荷，然後猛烈地擊回大地，形成雷電。

    雷電電荷來自於水蒸氣中，主要是由於H2O中氫元素的價電子少，蒸氣中的價電子空間運轉，形成了較大的核外空間，使游離的電子有空可鑽。

    自然物質中，核心大、氫元素多的氣體，是吸納游離電子的最佳去處。除了水蒸氣外，氫氣的價電子最少，也能吸納大氣中游離的電子；自然界還有烷氣，如甲烷（5核心、8電子）、乙烷、丙烷、丁烷氣體分子也符合體積較大、價電子數少的特徵，也能吸納大氣中游離的電子。空氣中烷氣雖然很少，但也還是有（草食動物的排氣、洩露的石油氣），平時也有一些游離的電子會鑽進烷氣之中，被輕柔的帶到了高空。
（圖一， 圖中， 棕色：碳核心，綠色：氫質子）


    丙烷是液化石油氣的主要成分，液化（凝結）溫度在-42℃；丁烷凝結溫度是（-0.5℃至-11℃）。天空中如果遇到冷空氣，丁烷首先凝結，高寒中，丙烷氣凝結，吸納在其間大量的多出電子沒有了藏身之地，擠在正在凝結的氣體周圍，使丙烷、丁烷氣體形成了一個電子包圍的具有很高電壓的氣、液體團。

    包圍在外面所有的電子都企圖回到氣體內部，於是週邊張力均勻，能夠形成一個渾圓的球。密集環繞的電子形成的高電壓、使電子振動發光，形成了在陰暗天空閃著亮光的火球；凝結使其比重加大，從天空落下，在房頂、地面滾動，這就是神秘恐怖的地滾雷。

    因為地滾雷外圍繞著大量高速運轉的電子，而電子的運轉伴生著磁場，在強電磁場的包裹中，地滾雷在地面不會立即接地消失，而是在屋頂或地面繼續滾動。遇到較高溫度，液態烷蒸發成烷氣，週邊的電荷又返回到分子周圍，帶著多餘電荷的烷氣升空，地滾雷又消失得無影無蹤。

    因為甲烷、乙烷的凝結溫度更低，所以地滾雷的主要成分應該是丙烷、丁烷。也就是是丙烷、丁烷的相變製造了神秘的地滾雷。因為大氣中丙烷、丁烷的含量稀少，加之它們的凝結需要突然極度的嚴寒，所以地滾雷難得一見。