哢嚓、轟隆隆、咕嘟咕嘟:當你看到這些詞的時候,大約2000場雷雨正在地球周圍迅速地形成,並伴隨著每秒可高達100次左右的閃電。難怪在許多文化中,人們常借用雷電聲來形容可怕的事物。
在歐洲,這樣的人物有紅胡子托爾(北歐神話中司雷、戰爭及農業的神),他揮舞著一隻可以回旋往複的棒錘。中國文化中的代表性人物則是雷公。他的身體呈藍色,長有爪子以及一對蝙蝠那樣的翅膀,通過用棒槌敲擊鼓,來製造出雷聲。在古代蘇美爾文明中,咆哮的公牛寧哈爾(他娶了負責掌管奶油和黃油的女神尼尼伽拉為妻)是雷神的代表。北美印第安人敬畏神話中的“雷鳥”,從它的鳥喙可以放射出閃電,而雷聲則是其拍打翅膀所產生的巨大聲響。在古代英格蘭地區,星期四(Thursday)的雷聲表示你的信徒是平安的,而星期日的雷聲則象征審死官及其他博學之士。
時至今日,我們已經知道雷聲隻是閃電在穿過空氣時所發出的聲響。在幹燥的房間裏,我們可以看到一簌簌靜電火花在毯子表麵不斷跳躍著,同樣閃電這個巨大的火花也會通過空氣傳播,使雷雨雲與地麵發生連接。不同的是,靜電在毯子上迸射出來時會發出簌簌的聲音,而一個雷聲足以震動整個地球。
下麵就讓我們來了解一下雷電的形成。先是從雲層底端冒出了一個朦朧的光球,它被稱做雷電的前導。隨後,在很短的一段時間內,光球以之字形朝著地麵移動,在天空中辟出一條寬約2厘米的通道。
光球產生的電流約達200安左右(一般家庭用電的電流為15~20安)。當光球到達距地表約60英尺或更低的位置時,一道光便會從地表升騰至空中,與之相接。兩道閃光一旦相遇,電流便會沿著先前閃電開出的通道,竄升至雲層中。與此同時,在這一過程中,電流的大小也增加到了10000安培左右。
另一個前導區迂回前進,並沿著一道上升光線所開辟出的通道向下行進,又一道閃光射回了雲層。這時,通道周圍空氣的溫度迅速攀升至50000華氏度。這些閃光在不到一秒鍾之內可以反複很多次,就是我們所看到的閃電。
雷聲是閃電在穿過空氣時所發出的聲響。
在通道裏,氣體分子由於獲得巨大的能量而飛散開來,從而使過熱的空氣劇烈地膨脹著。空氣不斷向四麵八方擴散開去,形成移動的衝擊波。在距離閃電球幾英尺開外的地方,衝擊波的速度減慢至每秒1100英尺左右,這一速度相當於普通聲波在空氣中傳播的速度。當衝擊波到達我們耳朵時,我們便會聽到“隆隆”的響聲。
這個“轟轟”的聲音或者說雷鳴聲,是從閃電通道傳出的。折返的閃電光實際上可以製造出的最大聲音響,因為它攜帶著強大的電流,使空氣受熱及膨脹的程度最厲害。我們有時所聽到的“哢嚓”聲,是由於閃電分叉而發出的。
在“哢嚓”和“轟隆隆”之後,繼之而來的隆隆聲則是雷電經由雲層、山脈以及建築物所反射回的回音。