正文 第二章 你要知道的自然界趣聞(1 / 3)

豪雨和幹雨

豪雨

豪雨,大雨的定義,當有連續降雨,而且一日雨量累積到130公厘時,會發布“豪雨特報”;如果降雨量不到130公厘,卻在50公厘以上,且有可能造成災害時,便發布“大雨特報”.這雨種災變天氣最常在5,6月的梅雨季節時發生;或者在春秋雨季的鋒麵及夏季偏南氣流強盛時,產生對流性大雨或豪雨.台風來襲,引進強勁的西南氣流,也是大雨或豪雨的成因之一.

台灣的豪雨:台灣的地理位置,氣候條件,及地形地勢所形成的自然環境本多豪雨洪水,滾滾黃流中的泥土砂石淤積形成台北盆地,以及蘭陽,台中,彰雲,嘉南,高雄,屏東等各平原.豐沛雨水所形成的這些無垠沃野,正是原住民賴以獵食維生的大地,更是渡海拓荒墾殖的先祖們所麵對的自然環境.先人曆經三,四百年的艱辛努力,才建立起今日的台灣!因此也可以說,沒有豪雨洪水,就沒有富庶繁榮的台灣.

雖然豪雨洪水促成台灣的文明,但發生豪雨洪水時,水勢湍急,波濤洶湧,山崩土埋,溢流漫淹,均可造成生命財產的重大損失.

根據統計,民國五十年至八十年的30年間,台灣平均每年因水災造成的直接損失達一百四十二億元(以民國八十年幣值計算),約為國民生產毛額的0.68%.為了能防洪避洪以減災安民,進而蓄洪用洪以興利裕民,就應研究台灣的豪雨洪水現象,才能規劃適當有效的對策.

遠在明天啟四年(一六二四年)荷蘭人占據台灣之前,已有我國人民移居台灣,但直至康熙二十二年(一六八三年)台灣歸清,文獻上有關台風豪雨的紀錄不多.

清代雖然還沒有近代的水文儀器測量豪雨洪水的大小,但由各種曆史文獻及奏章等,可以找到發生重大豪雨洪水的日期及災情,有些也記載淹水的深度.如果隻計算台灣屬於清代的時間,即從清康熙二十二年至光緒二十一年(一六八三年至一八九五年),在此213年間,共計有220次風災及水災,平均每年發生1.03次.

日本治理台灣後,開始引入近代的氣象及水文觀測儀器,設立氣象觀測所,雨量站(雨量觀測所),水位站,水文站等,而有了比較可靠的量化紀錄.根據統計,從民國前十五年至民國三十四年(一八九七年至一九四五年)的49年間,共有178次台風侵襲台灣,平均每年有3.63次.但並非每次台風均會發生災害,根據資料,民國元年至三十年發生水災的頻率最高,平均每年2.2次,約與清朝末年相當.而在日本治理台灣的50年中,隻有八年沒有水災紀載.

台灣光複後,不僅持續進行各項觀測,更推動水文觀測現代化,廣設雨量站及水文站,並購置先進水文儀器,以提升水文資料品質.根據氣象局統計,由民國三十四年至九十年的57年間,侵襲台灣的台風共有243場,平均每年4.26場。其中以民國八十年及九十年各有八場為最多,有七場台風的有三年,有六場台風的也有三年。

根據消防署統計,由民國四十七年至八十九年,台灣共有1463.39次;另有37次是因豪雨成災,例如民國四十八年的八七水災,合計共有183次水災,平均每年有4.25次.發生水災次數最多的是民國八十九年的九次,民國七十九年及八十三年各有八次,而每年發生七次的則有五年,都在民國七十年以後.

次因台風豪雨而成災,平均每年由於人口與開發利用麵積的增加,因而豪雨造成水災的次數也增加.而民國七十年以後,十項建設次第完成,經濟發展快速,土地利用密集,且沿海平原有日益嚴重的地層下陷現象,都可能與平均每年發生水災次數的增加有關,而且也增加災害損失.

豪雨的成因:破壞森林會使下雨時流出森林集水區的水量增加,因而加大洪水量.不過基本上,森林隻明顯減少較小的豪雨的流出水量,但對會造成重大災害的大豪雨,並不能明顯地減少流出水量.

也有認為聖嬰現象及聖女現象的出現,可能引起氣象異常而導致集中發生豪雨.聖嬰洋流是在耶誕節之後,沿南美洲秘魯海岸發生的由北向南的暖洋流.一般而言,會使平時雨量少的熱帶東太平洋地區可能出現豪雨,而原本多雨的熱帶西太平洋地區雨量減少,甚至可能發生乾旱.聖女現象則為熱帶太平洋東部及中部海麵溫度不尋常降低,且信風變強的現象.

全球氣候溫暖化的影響,是比較受重視的豪雨發生原因.已有研究指出,因全球氣候暖化,造成地球的平均水蒸氣量增加,強烈降雨現象及熱帶性低氣壓的降雨量也會增加,河流的流量也增加7%以上.

人們把“高空下雨,低空無雨”的景象,叫“幹雨”。近年來世界各國的天體物理學家都對幹雨產生了特別濃厚的興趣。幹雨很早就被人們發現過,隻是極為少見,近些年來人們發現,它的出現越來越頻繁。大約在100年前,幹雨曾毀滅了亞速爾群島地區整整一支艦隊。曾經發生在德克薩斯草原的特大火災,也是幹雨引起的,公元1889年非洲的薩凡納又成為幹雨的戰利品。

由於所謂瀑布式傾熱,使由幹雨引起的火災很難撲滅。發生這種火災時,不僅要撲滅燃燒著的物質,還要花更大力氣來對付高達攝氏2000度的雨熱。對這種雨熱來說,水成了給它降溫的物質,因此,撲救這種火災時除使用水外,還要使用特殊的物質粉,以隔斷熱源和氧氣的接觸。

對幹雨現象的解釋,目前存在兩種看法。一種看法認為:彗星散落後的物質一部分落入地球,從而產生了幹雨現象。從彗星散落到出現幹雨,需要2~6年的時間。目前天體物理學家觀察到彗星散落的現象越來越多,因此科學家們預測在最近6~15年內要出現一些幹雨。那時幹雨火災的數量將達每年8起,而50年後將達每年30起。另一種看法為:幹雨現象是我們還沒認識的另一種文明的破壞活動。這種想法從表麵上看似乎是沒有根據的,但持這種觀點的人認為,如果幹雨現象來源於宇宙,是彗星散落的產物,那麼化學家通過光譜分析應該可以發現彗星的化學成分。但化學家在這方麵的研究結果至今還是否定的。

雷電簡介

雷電

雷電是伴有閃電和雷鳴的一種雄偉壯觀而又有點令人生畏的放電現象。雷電一般產生於對流發展旺盛的積雨雲中,因此常伴有強烈的陣風和暴雨,有時還伴有冰雹和龍卷。積雨雲頂部一般較高,可達20公裏,雲的上部常有冰晶。冰晶的凇附,水滴的破碎以及空氣對流等過程,使雲中產生電荷。雲中電荷的分布較複雜,但總體而言,雲的上部以正電荷為主,下部以負電荷為主。因此,雲的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度後,就會產生放電,這就是我們常見的閃電現象。閃電的的平均電流是3萬安培,最大電流可達30萬安培。閃電的電壓很高,約為1億至10億伏特。一個中等強度雷暴的功率可達一千萬瓦,相當於一座小型核電站的輸出功率。放電過程中,由於閃道中溫度驟增,使空氣體積急劇膨脹,從而產生衝擊波,導致強烈的雷鳴。帶有電荷的雷雲與地麵的突起物接近時,它們之間就發生激烈的放電。在雷電放電地點會出現強烈的閃光和爆炸的轟鳴聲。這就是人們見到和聽到的閃電雷鳴。

暴風雲通常產生電荷,底層為陰電,頂層為陽電,而且還在地麵產生陽電荷,如影隨形地跟著雲移動。陽電荷和陰電荷彼此相吸,但空氣卻不是良好的傳導體。陽電奔向樹木、山丘、高大建築物的頂端甚至人體之上,企圖和帶有陰電的雲層相遇;陰電荷枝狀的觸角則向下伸展,越向下伸越接近地麵。最後陰陽電荷終於克服空氣的阻障而連接上。巨大的電流沿著一條傳導氣道從地麵直向雲湧去,產生出一道明亮奪目的閃光。一道閃電的長度可能隻有數百千米,但最長可達數千米。

閃電的溫度,從攝氏一萬七千度至二萬八千度不等,也就是等於太陽表麵溫度的3~5倍。閃電的極度高熱使沿途空氣劇烈膨脹。空氣移動迅速,因此形成波浪並發出聲音。閃電距離近,聽到的就是尖銳的爆裂聲;如果距離遠,聽到的則是隆隆聲。你在看見閃電之後可以開動秒表,聽到雷聲後即把它按停,然後以3來除所得的秒數,即可大致知道閃電離你有幾千米。

閃電的類型:曲折開叉的普通閃電稱為枝狀閃電。枝狀閃電的通道如被風吹向兩邊,以致看來有幾條平行的閃電時,則稱為帶狀閃電。閃電的兩枝如果看來同時到達地麵,則稱為叉狀閃電。

閃電在雲中陰陽電荷之間閃爍,而使全地區的天空一片光亮時,那便稱為片狀閃電。未達到地麵的閃電,也就是同一雲層之中或兩個雲層之間的閃電,稱為雲間閃電。有時候這種橫行的閃電會行走一段距離,在風暴的許多公裏外降落地麵,這就叫做“晴天霹靂”。

閃電的電力作用有時會在又高又尖的物體周圍形成一道光環似的紅光。通常在暴風雨中的海上,船隻的桅杆周圍可以看見一道火紅的光,人們便借用海員守護神的名字,把這種閃電稱為“聖艾爾摩之火”。

超級閃電指的是那些威力比普通閃電大100多倍的稀有閃電。普通閃電產生的電力約為10億瓦特,而超級閃電產生的電力則至少有1000億瓦特,甚至可能達到萬億至100000億瓦特。

紐芬蘭的鍾島在1978年顯然曾受到一次超級閃電的襲擊,連13公裏以外的房屋也被震得格格響,整個鄉村的門窗都噴出藍色火焰。

襲擊的時間:就在你閱讀這篇文章的時候,世界各地大約正有1800個雷電交作在進行中。它們每秒鍾約發出600次閃電,其中有100次襲擊地球。

閃電可將空氣中的一部分氮變成氮化合物,借雨水衝下地麵。一年當中,地球上每一公頃土地都可獲得幾公斤這種從高空來的免費肥料。

烏幹達首都坎帕拉和印尼的爪哇島,是最易受到閃電襲擊的地方。據統計,爪哇島有一年竟有300天發生閃電。而曆史上最猛烈的閃電,則是1975年襲擊津巴布韋鄉村烏姆塔裏附近一幢小屋的那一次,當時死了21個人。

雷電的危害:閃電的受害者有2/3以上是在戶外受到襲擊。他們每3個人中有兩個幸存。在閃電擊死的人中,85%是男性,年齡大都在10歲至35歲之間。死者以在樹下避雷雨的最多。

蘇利文也許是遭閃電襲擊的冠軍。他是退休的森林管理員,曾被閃電擊中7次。閃電曾經燙焦他的眉毛,燒著他的頭發,灼傷他的肩膀,扯走他的鞋子,甚至把他拋到汽車外麵。他輕描淡寫地說:“閃電總是有辦法找到我。”

防雷擊須知:雷電發生時產生的雷電流是主要的破壞源,其危害有直接雷擊、感應雷擊和由架空線引導的侵入雷。如各種照明、電訊等設施使用的架空線都可能把雷電引入室內,所以應嚴加防範。

雷擊易發生的部位:缺少避雷設備或避雷設備不合格的高大建築物、儲罐等;沒有良好接地的金屬屋頂;潮濕或空曠地區的建築物、樹本等;由於煙氣的導電性,煙囪特別易遭雷擊;建築物上有無線電而又沒有避雷器和沒有良好接地的地方。

預防雷電的方法:

1.建築物上裝設避雷裝置。即利用避雷裝置將雷電流引入大地而消失。

2.在雷雨時,人不要靠近高壓變電室、高壓電線和孤立的高樓、煙囪、電杆、大樹、旗杆等,更不要站在空曠的高地上或在大樹下躲雨。

3.不能用有金屬立柱的雨傘。在郊區或露天操作時,不要使用金屬工具,如鐵撬棒等。

4.不要穿潮濕的衣服靠近或站在露天金屬商品的貨垛上。

5.雷雨天氣時在高山頂上不要開手機,更不要打手機。

6.雷雨天不要觸摸和接近避雷裝置的接地導線。

7.雷雨天,在戶內應離開照明線、電話線、電視線等線路,以防雷電侵人被其傷害。

8.在打雷下雨時,嚴禁在山頂或者高丘地帶停留,更要切忌繼續蹬往高處觀賞雨景,不能在大樹下、電線杆附近躲避,也不要行走或站立在空曠的田野裏,應盡快躲在低窪處,或盡可能找房層或幹燥的洞穴躲避。

9.雷雨天氣時,不要用金屬柄雨傘,摘下金屬架眼鏡、手表、褲帶,若是騎車旅遊要盡快離開自行車,亦應遠離其它金屬製物體,以免產生導電而被雷電擊中。

10.在雷雨天氣,不要去江、河、湖邊遊泳、劃船、垂釣等。

11.在電閃雷鳴、風雨交加之時,若旅遊者在旅店休息,應立即關掉室內的電視機、收錄機、音響、空調機等電器,以避免產生導電。打雷時,在房間的正中央較為安全,切忌停留在電燈正下麵,忌依靠在柱子、牆壁邊、門窗邊,以避免在打雷時產生感應電而致意外。

當發生雷擊時,旅伴應立即將病人送往醫院。如果當時呼吸、心跳已經停止,應立即就地做口對口人工呼吸和胸外心髒按摩,積極進行現場搶救。千萬不可因急著運送去醫院而不作搶救,否則會貽誤病機而致病死亡。有時候,還應在送往醫院的途中繼續進行人工呼吸和胸外心髒按摩。此外,要注意給病人保溫。若有狂躁不安、痙攣抽搐等精神神誌症狀時,還要為其作頭部冷敷。對電灼傷的局部,在急救條件下,隻需保持幹燥或包紮即可。

雷雨天氣發生時,即使在安裝了避雷針的情況下,也應該迅速拔掉室內電視、電冰箱以及天線電源的插頭,防止空間電磁波幹擾造成不必要的損失。此外,從電閃雷鳴的形成和發生過程來看,空曠場地上、建築物頂上、高大樹木下、靠近河湖池沼以及潮濕地區是雷擊事故多發區。

全國建築物電氣裝置標準化技術委員會委員王宏民:在室外,要考慮到雷電活動區域,看雷電活動遠近,一般是聽雷聲就能判斷出遠近,不要躲到避雷針和大樹下麵。在空曠的地方不要打雨傘,因為雨傘有針尖,電場強度要集中些。不要在空曠地方打手機。要蹲下來,兩腳並攏。如遇雷雨天氣,市民最好躲入一棟裝有金屬門窗或設有避雷針的建築物內。一輛金屬車身的汽車也是最好的“避雷所”,一旦這些建築物或汽車被雷擊中,它們的金屬構架或避雷裝置或金屬本身會將閃電電流導入地下。

雷電次數——當雷暴進行時,隆隆的雷聲持續不斷,若其間雷聲的時間間隔小於15分鍾時,不論雷聲斷續傳播的時間有多長,均算作是一次雷暴;若其間雷聲的停息時間在15分鍾以上時,就把前後分作是兩次雷暴。

雷電小時——就是說在該天文小時內發生過雷暴,更通俗些說是在這個時間裏曾聽到過雷聲而不論雷暴持續時間的長短如何。某一地區的"年雷電小時數"也就是說該地區一年中有多少個天文小時發生過雷暴,而不管在某一小時內雷暴是足足繼續了一小時之久,還是隻延續了數分鍾。

雷暴日數——也叫做雷電日數。這是我們所最熟悉的。隻要在這一天內曾經發生過雷暴,聽到過雷聲,而不論雷暴延續了多長時間,都算作一個雷電日。"年雷電日數"等於全年雷電日數的總和。

雷暴月數——也叫做雷電月數,即指在這一個月內曾發生過雷暴。"年雷暴月數"也就是指一年中有多少個月發生過雷暴。

球狀閃電

球狀閃電

球狀閃電俗稱滾地雷,就是一個呈圓球形的閃電球。這是一個真實的物理現象,絕非科幻小說或卡通片集的能量炮。這種現象早於1838年便有文獻記載,科學家已研究逾160年,有關的報告多達數千份,也有二千多份科學論文出版,但是我們對此現象仍未有合理的解釋,可是說它可以穿越任何物體是不可信的。

球狀閃電通常都在雷暴之下發生,它十分光亮,略呈圓球形,直徑大約是20至50cm。通常它隻會維持數秒,但也有維持了1~2分鍾的紀錄。更神奇的是它可以在空氣中獨立而緩慢地移動。有少數目擊者說它會隨著金屬物品走,例如電話線,但多數人都說它的路徑不定。絕大部份目擊者都說它是橫向移動的。在它短短幾秒的生命中,它的光度、形狀和大小都保持不變。它曾在空地、封閉的房間內、甚至飛機倉內出現!有跡象顯示,它跟雲層與地麵之間的閃電(即常見的普通閃電)有密切關係,有目擊者說它會在普通閃電後形成或消失。球狀閃電有可能激烈地爆發,也可能會安靜地突然消失。在顏色方麵,則眾說紛紜,沒有一致的描述。

球狀閃電具有破壞力。它既可以破壞玻璃窗,也能使牆壁的外層剝落。它也曾造成人和動物的傷亡,但由於資料不足,未能了解致死的真正原因。沒有證據顯示球狀閃電會破壞樹木,這與普通閃電略有不同。球狀閃電幾乎無法被破壞,有人曾用步槍射中過球狀閃電,但是無效。

由於球狀閃電出現的頻率很低,科學家難以做係統的觀測,至今也沒有人拍攝得高質量的照片來作科學研究。理論方麵,有人認為它是灼熱的空氣團或氣化了的元素,例如碳、鈉又或是銅。雖然這個理論可以解釋球狀閃電的部分特性,卻不能說明為什麼它可以在飛機倉內形成。此外還有許多不同的說法,如等離子體、離子、帶電的塵埃、有外層電子殼的水……,但沒有一個理論可以完滿地解釋這個科學懸案。如果你有見過球狀閃電或拍到它的照片,一定要把所有資料記錄下來,那將會是十分寶貴的研究資料。

球狀閃電之所以神秘,實在是因為它並不常見,它飄渺的行蹤、多變的色彩和外形以及它刹時間巨大的破壞力都讓人類著迷。所以,早在古希臘的年代,人們就開始留意這種奇特的自然現象了。

球狀閃電的一般性質:球狀閃電至今仍是人們不能解釋的奇怪自然現象。許多目擊者認為,球狀閃電的運動就像是有智慧的,好像它知道要去哪裏,如果它進到一個房間,它通常是穿過門口或窗戶再到走廊。當然,這隻是人們的想象。

根據眾多的目擊材料,我們大概可以勾勒出球狀閃電的基本輪廓。這種發光的球體大小在高爾夫球和足球之間,顏色有白、綠、黃、橙之分,其亮度可與100瓦燈泡相當。球狀閃電持續時間一般在5~10秒左右,它會隨氣流的起伏在近地的空中自在飄飛,有時逆風而行,可穿門窗,進室內,甚至穿過爐子煙筒。有時會懸停,有時會無聲消失,有時又會碰到障礙物爆炸發出巨響而消失。球狀閃電運行速度緩慢,有時與人跑速度差不多,極少情況下它會發出輕微的呼哨聲、嘁嘁聲或噝噝聲。一個共同的特點是,球狀閃電幾乎總是發生在雷暴天。

球狀閃電的大小:球狀閃電直徑從15~30厘米不等,但也有人見過直徑1~2厘米和5~10米大小的。能以固定的頻率改變其直徑大小,可逐漸衰弱變小,爆炸可使其體積增加並使其終結。能靠分解或重組改變大小。

球狀閃電的形狀:大部分報道為球形或卵形,還有扁長方形、立方體、圓環狀、啞鈴形、雲霧形、圓柱形、子彈形、雪茄形、錐形、透鏡形、盾形和螺旋形等。

球狀閃電的顏色:兩種最常見的顏色是白色和橘黃色,其他較常見的是紅、藍、黃和綠色,銀色和黑色很少見。有些球狀閃電會變色。

球狀閃電的速度:可從靜止到難以想像的高速(每小時2萬多公裏,但這種情況不是在雷暴中),一般速度約為每秒5米,即每小時18公裏。

球狀閃電的結構:似乎是某種等離子體或雲霧狀物質,有的球狀閃電中心是透明的,有的是中空的,或根本沒有明顯的固定結構,有些球狀閃電似乎處在動態變化之中。

球狀閃電的運動性:有時是靜止的。大部分為直線運動,有些是在一靜止位置旋轉,有些是不停地轉動,有些是按明顯的複雜路徑來運行的。

球狀閃電的壽命:球狀閃電一般會持續幾秒鍾,如7~8秒鍾,有些可長達1分鍾以上。

球狀閃電的行為:有些會模仿周圍的物體運動,有些直衝大地。有些球狀閃電似乎在“調查”其他物體。大部分被引向金屬性或磁性物體,會發生強烈碰撞,有時會造成很大損傷。閃電球會跳動、分解、重組、衰減、爆炸或同時發生這些變化。

球狀閃電的聲音:極少情況會形成劈哩啪啦或嘶嘶的聲音。

球狀閃電的味道:目擊者說有燒焦的或硫磺的味道。還說有時有燒焦油或氨水或臭氧的氣味。

球狀閃電的溫度:觸到球狀閃電的人都說它相當涼——即沒有熱的感覺。但它卻可以煮開鍋、熔電線和加熱金屬。

球狀閃電的亮度:球狀閃電一般都像路燈一樣亮。它們有時白天即可見到,但人們通常是夜間見到它們照亮了大地。

球狀閃電的發生:它們通常發生在雷暴之時,但極少也會發生在之前或之後。大多數的球狀閃電都伴隨著普通閃電——盤旋著待機而發,但有時它們也像普通閃電一樣從雲端直擊大地。

上世紀40年代,在法國的小城鎮裏,有3個士兵在一棵菩提樹下躲雨時被雷擊斃了,但他們仍然站著,像沒事一樣。雷雨之後,行人跟他們說話,卻不見回應,當行人去接觸他們時,3具屍體頓時倒地,化成了一堆灰燼。

1956年夏的一個正午,在蘇聯某個集體農莊,兩個孩子在牛棚裏躲雨。突然,房前的白楊樹下滾落一個橙黃色的火球直向他們逼來,一個孩子踢了它一腳,轟隆一聲,火球爆炸了,牛棚裏的12頭牛炸死了11頭,孩子們被震倒在地,但沒有受傷。事後,人們才知道那個火球是罕見的球狀閃電。

在美國的一個小城裏曾發生了一件怪事:一位主婦從市場回到家裏,打開電冰箱一看,她放進去的生鴨、生肉全都變成了熟食品。後經科學家的研究才明白,是球狀閃電把冰箱變成了電爐,奇怪的是冰箱沒有損壞!

1981年1月的一天,蘇聯一架客機在黑海附近遭遇球狀閃電。一個大火球闖入駕駛艙,發出爆炸聲。幾秒鍾後又穿過密封的金屬艙壁,出現在乘客的座艙裏,戲劇性的表演一番後,發出不大的聲音離開飛機。事後檢查,機頭機尾的金屬壁各出現一個窟窿,內壁卻完好無損。

在美國俄勒岡州,一個球狀閃電來去如風,先在紗門上留下了一個籃球大的洞,然後直奔地下室,毫不留情的毀壞了一個舊軋幹機;俄羅斯一位教師的經曆更可怕,一個80厘米直徑的球狀閃電在他頭上來回跳動不下20次,然後悄然消失了;此外,前蘇聯也有報道說,一個球狀閃電飛進了一個盛水的大鍋裏,水立刻沸騰起來,球狀閃電在鍋裏翻滾了10分鍾才熄滅;另有一次,一個足球大小的球狀閃電沿街滾動、跳躍,接觸到地麵時,竟炸出了一些深半米、直徑1米的坑,最後,隨著一聲轟響,火球鑽進地下。

1999年3月16日下午,我國湖北省北部的棗陽市忽然間閃電頻發,雷聲驚天,當場造成9人死亡、20餘人受傷的罕見災害。據目擊者稱,雷擊現場有一片紅光,這正是球狀閃電的特征。有人懷疑,上個世紀發生在俄羅斯的通古斯大爆炸的罪魁禍首就是球狀閃電。

到底什麼是不可思議的球狀閃電?多少年來,科學界都認為球狀閃電是子虛烏有的現象,直到最近幾十年才承認它的真實性。

早在1955年,蘇聯物理學家便提出球狀閃電是雷暴中所產生的電磁幹擾效應所引起的。1991年,日本科學家報道了他們在實驗中觀察到微波幹擾所產生的一係列類似球狀閃電的現象,他們的人造等離子球也顯示出球狀閃電的一些特性,如它可沿與主氣流相反的方向運動,並可穿越固體物質。

1998年,一位西班牙物理學家認為,所謂的神秘球狀閃電其成因並不神秘,這一現象很可能是閃電產生過程中,磁場約束發光等離子體所形成。他建立了閃電磁場模型,認為關鍵是閃電過程中形成的水平磁場和垂直磁場磁力線圈相互交織而成的磁力線網。在某些特殊情況下,這一磁力線網有可能會呈現出球形,而發光等離子體會被這一網所“俘獲”而形成球狀閃電。這一火球效應會一直持續到等離子體開始冷卻。研究人員指出,根據他們的預算,火球持續時間最多可達10至15秒。當等離子體冷卻後,電子開始被原子所束縛,等離子體內部電阻變大、電流趨弱,周圍的磁場也將隨之瓦解,最終火球不複存在。

按照這一理論,球狀閃電絕大部分較冷,但在沿磁力線方向局部溫度則極高。研究人員指出,據此就可很好的解釋為什麼火球並不發熱而觸到物體後往往容易著火。

2000年,兩位新西蘭科學家提出了他們的新理論。當一般的枝狀閃電擊到土壤中,土壤中的礦物質會轉換成納米純矽和矽化合物顆粒。這些尺寸不足十分之一微米的微型顆粒,會在閃電的能量作用下由土壤蒸發進入大氣。這一過程,就像抽煙者從嘴中吐出煙圈。進入大氣的含矽顆粒會首先連接成鏈,然後組成能隨氣流運動的球狀細絲網。該球狀細絲網中的顆粒具有很高活性,會在特定條件下緩慢燃燒,並釋放出光和熱而形成所謂球狀閃電。

一些目擊者曾報告說,他們看到的球狀閃電能穿牆越窗,甚至能通過飛機的機身,這一理論對此也能解釋。大多數房屋的門窗周圍都有縫隙,而含矽顆粒組成的球狀細絲網極具彈性,隻要空氣能過的地方細絲網也應能通行。也就是說,如果空氣能穿過門窗,那麼該細絲網也能“擠過”,並會隨後重新恢複形狀。

科學家以閃電樣本的放電來試驗土壤樣本,結果確實產生了聚合的納米粒子,這些離子的氧化速度與球狀閃電一致。

2002年1月15日英國皇家學會在其學術雜誌《哲學學報》的專刊上發表了一組有關球狀閃電理論的文章。這些理論分別由物理化學家、物理學家和化學工程師提出。他們提出了3個解釋球狀閃電緣由的新理論。其主要內容分別是:

1.球狀閃電是由含有水合離子的小水滴組成的,它通過離子反應來釋放能量。在這個理論中,球狀閃電是一個包含等離子體的電化學結構,這一結構是由溫度、壓力、電磁場和重力場的微妙平衡來維持的。

2.球狀閃電是由聚合體細絲纏繞而成,通過表麵放電來釋放能量。在該理論中,灰塵中的自然微粒,像來源於纖維素、煤煙或矽土中的微粒都能形成細絲狀結構,這些細絲聚合起來就變成了一個高度充電的球體,當它表麵放電時,就發出了光和熱。

3.球狀閃電是由金屬納米粒子鏈構成,其能量釋放是通過金屬納米粒子的表麵氧化來進行的。在這個理論中,普通的閃電能引起像土壤或木材這樣的物質釋放金屬蒸氣,這種帶電的金屬蒸氣濃縮成一個網狀的金屬納米粒子球。這些理論都有些說服力,特別是第三個理論,可以解釋為什麼球狀閃電能夠穿過牆壁和關著的窗子,似乎更有說服力。

但是,人們至今尚未在實驗室中製造出真正的球狀閃電,雖然已模擬出了極微型又短命的球狀閃電。事實上,所有的理論在球狀閃電的複雜多變性麵前都顯得那麼單薄。一個真正的球狀閃電理論應說明所有的現象,包括沒有雷暴的情況和球狀閃電持續很長時間及球狀閃電大如房屋的情形。而要說清這一切,需要更強大的理論。

有人認為,更有說服力的解釋應是接近冷聚反應領域,與等離子體現象相關的理論。更有人提出球狀閃電和龍卷風一樣都是等離子團的現象。還有人設想,最佳的理論可能是把電磁學、電學和等離子及納米理論綜合起來的想法。

總之,球狀閃電不僅有趣,而且包含了很多秘密,一旦了解了它的本質,對我們人類的生活或許會有深遠的影響。或許,我們不僅能找到人體自焚和通古斯大爆炸的元凶,更能由此找到高效、清潔的新能源。

球狀閃電與人體自焚:1966年12月5日,在美國賓夕法尼亞州的波特城,一位煤氣工人上午9時來到班特萊醫生家查表。他以為老醫生尚未起床,就徑直走向地下室去查表。一進地下室發現地上有一堆灰燼。他抬頭一看,看到灰燼上方的天花板有一個燒穿了的大窟窿。他大吃一驚,趕忙奔上去找那位老醫生,卻在衛生間看到燒穿窟窿的地板上,隻剩下半條人腿,老人的身體已化為灰燼。整個現場沒有絲毫發生火災的跡象。

有些科學家稱這種現象為“人體自焚”,並給它下了個定義:所謂“人體自焚”,是指人體沒有同外部火源接觸,內部發生燃燒化為灰燼,而灰燼周圍一切可燃物體保持原樣的一種現象。根據現有的200多案例,發生“自焚”的人男女比例大約相等;年齡從4個月到114歲都有;身體有胖有瘦,有的案例甚至發生在走路、開車、劃船、跳舞的過程之中。

那麼,“人體自焚”起於何因?眾說紛紜,莫衷一是。在西方,有人認為是人體內有過量的脂肪引起的。這種解釋顯然站不住腳,因為發生自焚的人有胖有瘦。有些人認為,人體自焚是由於某種天然的“電流體”造成體內可燃物質燃燒。所謂天然“電流體”究竟何所指?還有人認為是由於體內磷質過多,發生自燃,此說沒有根據。更有趣的是有人認為這是由於喝了過量的酒,酒精發生自燃的現象。此人還做了個可笑的試驗:把酒精注射到一塊新鮮的肉裏,然而卻不見發生“自焚”現象。

近年來,有人指出:“人體自焚”是自然界中的球狀閃電引起的,所以不是自燃,而是他燃。持這種觀點的人解釋道:球狀閃電像一個大火球,在空中飄飄忽忽,忽高忽低的移動,常使夜間行路的人大驚失色。球狀閃電能穿過門、窗的縫隙、升堂入室、鑽進人家,它有時發生爆炸,毀壞建築物,造成人畜傷亡。它在行經的沿途,遇到任何障礙物時無堅不摧,卻又不燒壞周圍的可燃之物。通常,一個球狀閃電爆炸時釋放出的能量,約相當於10公斤TNT炸藥爆炸時放出的能量。而且當球狀閃電消失後,一般會留下燒焦、硫磺或臭氧的氣味。

UFO與球狀閃電:由於球狀閃電行為的詭秘奇特,有人提出大部分UFO可能就是球狀閃電。其理由是:在顏色方麵。球狀閃電的顏色絢麗多彩,有白色、粉紅色、桔紅色、藍色等。UFO也有類似的色彩;在聲響方麵。球狀閃電在運動時會發出輕微的吱吱聲、劈啪聲,最後靜靜地消失。UFO由於距離較遠,多數聽不到聲音,但也有少數UFO飛行時會發出呼呼的聲音或隆隆的響聲。部分UFO還發出熱量,這與球狀閃電很一致;UFO和球狀閃電都能漂浮空中,行蹤不定。但是,持不同觀點者則認為球狀閃電多產生於雷雨的天氣中,而多數UFO目擊是發生在晴朗的天氣裏。況且,球狀閃電在空中的運動似乎完全取決於氣流,而UFO的運動似乎與氣流並不一致。

《球狀閃電》是科幻作家劉慈欣寫的一本以球狀閃電為中心展開的科幻小說,書中描述了一個曆經球狀閃電的男主角對其曆盡艱辛的研究裏程,向我們展現了一個獨特、神秘而離奇的世界。球狀閃電是閃電形態的一種,亦稱之為球閃,民間則常稱之為滾地雷。球狀閃電的平均直徑為25厘米,大多數在10~100厘米之間,小的隻有0.5厘米,最大的直徑達數米。球狀閃電偶爾也有環狀或中心向外延伸的藍色光暈,發出火花或射線。顏色常見的為橙紅色或紅色,當它以特別明亮並使人目眩的強光出現時,也可看到黃、藍和綠色。其壽命隻有1~5秒,最長的可達數分鍾。

球狀閃電的行走路線,一般是從高空直接下降,接近地麵時突然改向作水平移動;有的突然在地麵出現,彎曲前進;也有沿著地表滾動並迅速旋轉的;運動速度常為每秒1~2米。它可以穿過門窗,常見的是穿過煙囪後進入建築物,它甚至可以在導線上滑動,有時還發出“嗡嗡”響聲。多數火球無聲消失,有的在消失時有爆炸聲,可以造成破壞,甚至使建築物倒塌,使人和家畜死亡。遇人遇物後即發生驚人的爆炸,產生刺鼻的氣味,造成傷亡、火災等事故。

預防球狀閃電的辦法是,在雷雨天氣,緊閉門窗,避免穿堂風。如果遇到飄浮的“火球”,輕輕的避開它,千萬不要去碰它。科學家推測,球狀閃電是一種氣體的漩渦產生於閃電通路的急轉彎處,是一團帶有高電荷的氣體混合物,主要由氧、氮、氫以及少量的氧化氫組成。通常發生在枝狀閃電之後,似乎枝狀閃電是產生球狀閃電的必要條件。球狀閃電較為罕見,因而研究它十分困難,至今仍然是自然界中的一個謎。

藏羚羊

藏羚羊

藏羚羊(Pantholops hodgsoni)屬牛科、藏羚屬,別名:藏羚、長角羊、羚羊,主要分布在中國青海、西藏、新疆三省區,現存種群數量約在7-10萬隻。

藏羚羊是中國青藏高原的特有動物、國家一級保護動物,也是列入《瀕危野生動植物種國際貿易公約》(CITES)中嚴禁進行貿易活動的瀕危動物。藏羚羊一般體長135厘米,肩高80厘米,體重達45-60千克。形體健壯,頭行寬長,吻部粗壯。雄性角長而直,烏黑發亮,雌性無角。鼻部寬闊略隆起,尾短,四肢強健而勻稱。全身除臉頰、四肢下部以及尾外,其餘各處體毛豐厚絨密,通體淡褐色。

它們生活於青藏高原88萬平方公裏的廣袤地域內,棲息在4000-5300米的高原荒漠、冰原凍土地帶及湖泊沼澤周圍,藏北蕪塘、青海可可西裏以及新疆阿爾金山一帶令人類望而生畏的“生命禁區”。那盡是些“不毛之地”,植被稀疏,隻能生長針茅草、苔蘚和地衣之類的低等植物,而這些卻是藏羚羊賴以生存的美味佳肴;那裏湖泊雖多,但絕大部分是鹹水湖。藏羚羊成為偶蹄類動物中的佼佼者,不僅體形優美、性格剛強、動作敏捷,而且耐高寒、抗缺氧。

藏羚羊生性怯懦機警,聽覺和視覺發達,常出沒在人跡罕至的地方,極難接近,有長距離遷移現象。平時雌雄分群活動,一般2-6隻或10餘隻結成小群,或數百隻以上大群。食物以禾本科和莎草科植物為主。發情期為冬末春初,雄性間有激烈的爭雌現象,1隻雄羊可帶領幾隻雌羊組成一個家庭,6-8月份產仔,每胎1仔。

白化動物

白化動物

俗話說:“天下烏鴉一般黑”。但在我國湖北西北部的神農架地區,不僅可以發現白色的烏鴉,而且還能見到白蛇、白龜、白獐等許多白色動物。

對於自然界中的物種來說,同一個物種的成員彼此的形態結構都是十分相似的,但在高等動物中,偶爾也會出現有異於同種動物的個體,特別是在羽色或毛色等體色上與同種動物的其他所有個體有著明顯的差別,但在其體內結構與各種髒器上與同種的其他個體並無差異,也具有繁殖後代的能力。這種體色異常的個體一般都呈白色,所有被叫做白化動物。

在自然界中也有很多動物的毛色或羽色是白色的,如北極狐、北極熊、大天鵝和白鷺等,它們並不是白化動物,其白色的體色是由顯性基因的正常表達。而白化動物是一對隱性基因純合子的產物,虹膜大多為紅色,往往還同時攜帶著其他對其自身不利的因素,如怕光、眼球震顫、皮癌等,另外在自然界中也容易為天敵所發現而受到攻擊,所以比正常個體難於存活。不過,在人工飼養的動物中,白化現象卻很常見,如白兔、小白鼠、大白鼠、白馬和白玉鳥等,它們是在長期人工精心選育和保護下培育而成的,能夠正常地繁衍後代。

白化動物大多發現在爬行類、鳥類和哺乳類動物中,其中以哺乳類中發現的種類較多,包括白蛇、白龜、白環頸雉、白烏鴉、白兔、白鼠、白猴、白狐、白獅、白虎、白駱駝、白犛牛等等,不勝枚舉,人類也有這樣的個體,屬於白化病,俗稱為“天老兒”。白化動物在我國古籍中和民間多有記載,如《史記·五帝本紀》中關於白熊的記載、《魏略輯本》中關於白麋的記載和《白蛇傳》等民間傳說,清朝宮廷畫家、意大利人郎世寧還依據宮中所藏的貢品,創作了很多有白化動物的畫。據說湖北神農架一帶是白化動物出現最多的地區,1987年曾發現白龜,全身為白色,隻有雙眼鮮紅,頸部透明,很像一個雕刻的藝術品。

基因影響動物體色的途徑是十分複雜的,主要是控製酶的活性,通過酶來控製體內的生化反應過程,最後決定了動物的形態。在正常動物的體內,一些苯丙氨酸參與構成動物體的蛋白質,另一些苯丙氨酸則轉變為酪氨酸,經過酪氨酸酶的作用最後形成黑色素。而在白化動物體內由於缺少酪氨酸酶,所以不能合成黑色素,形成了白化現象。

1977年11月,在台灣中央山脈花蓮縣的內陸深山中,捕獲了一隻體色純白的幼年白化型台灣猴雌獸,被取名為“美迪”。這種完全白化的靈長類動物在自然界是非常罕見的,西班牙人曾於1966年在赤道幾內亞捉獲一隻白色大猩猩,後來飼養在西班牙巴賽羅那動物園,被視為舉世無雙的珍奇動物;我國在廣西大新縣曾發現若幹白色的黑葉猴,捕獲到的一隻,被放在柳州市的柳侯公園中展出;另外據說分布於我國的金絲猴也有白化型,有人曾在湖北西部神農架林區考察時見到過一些白色的金絲猴,但沒有捕到。因此,“美迪姑娘”馬上轟動了整個世界,美國、英國以及世界各國的新聞機構大多報道了這件“奇聞”。甚至連包括法國總統德斯但、英國女玉伊麗莎白二世、埃及總統薩達特、加拿大總理特魯多等許許多多的人們都寫信要求提供資料、照片,好一睹“美迪姑娘”的風韻。由於“美迪姑娘”己經到了“出嫁”的年齡,仍然沒有合適的“白色”配偶,便在1980年7月5日由台灣各報向全世界發出了“征婚”啟事,為“美迪姑娘”尋覓一位“如意郎君”作為伴侶,希望能繼續繁育出純白的後代。恰好我國雲南省永勝縣在1980年9月捕獲一隻毛色純白的獼猴,收養在中國科學院昆明動物研究所,名叫“南南”,便發出了“應征”信。它們不是同一物種,但親緣關係也非常接近,交配之後能否繁衍後代雖然並無十分把握,但這段“姻緣”如果成功,不僅可以探索許多動物學、遺傳學上的諸多懸而未決的學術問題,而且可以促進海峽兩岸學術交流活動的廣泛開展。雖然很多人都在積極地奔走,以便促成這件好事,但是由於種種原因,人們這個美好的願望終於未能實現,“南南”和”美迪”最終沒有成為眷屬。

鳥類中的男女不平等

鳥類世界中的占90%以上的絕大多數種類的婚配都是“一夫一妻”製,也有大約2%的種類過著“一夫多妻”製的父係群聚生活,但還有0.4%左右的種類為罕見的“一妻多夫”製。在一雌多雄製鳥類中,性選擇主要是對雌鳥起作用,而不是對雄鳥,因為在這些鳥類中生殖成功率主要決定於雌鳥,而性選擇則有利於提高雌鳥的競爭能力。

紅頸瓣蹼鷸是“一妻多夫”製的典型代表,它是一種小型海洋性水禽,體長隻有18一19厘米,以水生昆蟲等為食。它在北極地區繁殖,越冬在熱帶地區,春秋遷徙季節途徑我國境內。它的體形秀美,嘴細而尖,呈黑色。腳也是黑色,腳趾上具有象花瓣一樣的蹼。由於種群內部的性選擇主要是對雌鳥起作用,所以表現雌雄外形差異的性二型分化也恰好同大多數鳥類相反:它的雌鳥不但身軀長得比雄鳥高大強壯,羽色也比雄鳥美麗多彩,尤其是到了繁殖季節。這時雌鳥雖然身體的羽毛仍然以灰黑色為主,但眼上出現了一小塊白色的斑塊,背、肩部有4條明顯的橙黃色縱帶,前頸呈鮮豔的栗紅色,並向兩側往上一直延伸到眼後,形成一條漂亮的栗紅色環帶。雄鳥的羽色雖然看上去同雌鳥類似,但顏色卻十分平淡。

繁殖期的求偶炫耀行為也是由雌鳥主動表露,表現得特別興奮,圍著雄鳥轉來轉去,並作出各種炫耀姿態,盡力討得雄鳥的歡心。如果此時有其他雌鳥闖入,它們之間便沒有了往日的和氣、溫順和羞澀,常常為爭奪雄鳥揮動“粉拳”大打出手,上演一場“搶新郎”的鬧劇。而那些雄鳥們完全沒有一點點“男子漢”的氣概,隻是悄悄地站在一旁看熱鬧。雌鳥們的決鬥經常鬥得天昏地暗,難解難分,直到失敗的一方狼狽逃竄之後,獲勝的雌鳥才昂首挺胸,帶領著爭搶到的“丈夫”們在其早已占領的地盤內築巢安家,歡度蜜月。在築巢的時候,作為“新郎”的雄鳥們不停地為巢中銜回草根、草葉,十分辛苦。而“新娘”卻一反求婚時的討好姿態,躲在一邊袖手旁觀。等到產卵之後,雌鳥更是不辭而別,拋夫棄子,另擇新婿去了。隻留下雄鳥老老實實地趴在巢中,承擔起全部孵卵、育雛的重任。因此,對於紅頸瓣蹼鷸來說,傳統的“雌雄”的地位和觀念完全被“顛倒”了,它們不僅是“一妻多夫”,而且是“女尊男卑”,雌鳥在種群中以完全主宰的麵目出現,具有壓倒優勢的地位,擁有許多“男妃”,過著“女王”一樣的生活。

由於紅頸瓣蹼鷸的卵經常會由於捕食和氣候反常而遭受很大損失,雌鳥都具有較強的迅速產出第二窩補償卵的能力,來與這種環境特點相適應,當然這些卵仍然需要雄鳥來看護和孵育,這種以雌鳥為主的繁殖特征很有點“母係社會”的味道。由於雄鳥承擔全部撫育後代的工作,雌鳥則從繁重的孵卵、育雛工作中“解放”出來,專職產卵,客觀上就增加了產卵量,從而可以多留一些後代。這是長期的進化過程中所發展起來的一種對捕食者掠奪卵和幼雛的適應。表麵上雌鳥似乎是個“狠心無情”、“喜新厭舊”的“壞女人”,實際上則對整個種族的發展有很大的貢獻。

動物的葬禮與愛情

在動物中,很多種類都會對死亡的同類表現出一種“側隱之心”或“悼念之情”,並且舉行各種各樣的“葬禮”。

生活在我國雲南南部西雙版納的亞洲象的“葬禮”極為隆重。當一頭象不幸遇難或染疾死亡後,象群便會結隊而行,在首領的帶領下將死者運送到山林深處。雄獸們用象牙掘鬆地麵的泥土,挖掘墓穴,將死者放入後,大家一起用鼻子卷起土塊,朝死者投去,很快將其掩埋。然後,首領帶著大家一起用腳踩土,將墓穴踩得嚴嚴實實。最後,首領發出一聲號叫,大家便繞著“墓穴”慢慢行走,以示哀悼。