球雷的形成和預(yù)防的分析[摘要]本文文依據(jù)俄羅斯斯科學(xué)家在實(shí)實(shí)驗(yàn)室成功制制造出球狀閃閃電的過程，聯(lián)聯(lián)系球狀閃電電與地震的關(guān)關(guān)系，論述了了球狀閃電形形成的幾個(gè)條條件和形成過過程。并根據(jù)據(jù)球狀閃電的的特點(diǎn)和性質(zhì)質(zhì)，提出了幾幾點(diǎn)預(yù)防球雷雷閃擊的措施施。[關(guān)鍵詞]球球雷球狀閃電等離子體球雷（球狀閃電電或球形閃電電，俗稱滾地地雷或火球，還還有人稱地震震光球），它它是一種罕見見的自然現(xiàn)象象，但早在我我國(guó)古代就有有文字記載（見見《周書》）：“（武王）九年（公元前1068年），（武王）既渡（黃河），有火自上復(fù)于下，至于王屋（山），流（動(dòng)著化）為烏（有），其色赤，其聲魄（響亮），云”。這是世界上最早的關(guān)于球雷的記載。在國(guó)內(nèi)外報(bào)刊資料中也有關(guān)于球雷的記述，屢見不鮮。由它而引起的災(zāi)害事故也時(shí)有報(bào)道。黃島油庫(kù)、秦皇島油庫(kù)、總后人工洞油庫(kù)等都是由球雷引起的爆炸火災(zāi)，造成了巨大的生命和財(cái)產(chǎn)的損失。然而，科學(xué)界對(duì)這一現(xiàn)象的解釋仍然沒有一個(gè)定論，關(guān)于它的形成至今仍是個(gè)迷。為了預(yù)防災(zāi)害，減少損失，有必要對(duì)它進(jìn)行探討。一、球雷的一些些特點(diǎn)普通閃電是云層層間、云地間間或云和空氣氣間的電位增增大到一定程程度時(shí)所發(fā)生生的猛烈放電電現(xiàn)象，而球球形閃電和一一般閃電的機(jī)機(jī)理不同。它它大多數(shù)發(fā)生生在雷雨天氣氣的樹枝狀線線形閃電之后后，有時(shí)也偶偶見發(fā)生在無(wú)無(wú)雷雨天氣的的山區(qū)或潮濕濕地帶、尤其其在地勢(shì)很高高的地方居多多。綜合有關(guān)關(guān)資料，球雷雷的主要特點(diǎn)點(diǎn)有：大小不不一，直徑一一般幾厘米到到幾十厘米不不等，有時(shí)也也有直徑大到到幾十米的。主主要有赤紅色色,有時(shí)也有黃黃、綠、白、黑黑等顏色。形形狀多呈團(tuán)球球狀，是在空空中漂浮游動(dòng)動(dòng)的團(tuán)狀火球球。運(yùn)行速度度有快有慢，多多數(shù)1至3米/秒，且速度度與當(dāng)時(shí)氣流流速度或電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)，常常沿著建筑物物、墻壁、林林木等物飄行行。有移動(dòng)和和不移動(dòng)的球球雷，移動(dòng)時(shí)時(shí)無(wú)規(guī)律，有有滾動(dòng)和跳動(dòng)動(dòng)之分，移動(dòng)動(dòng)時(shí)常發(fā)出滋滋滋聲，它具具有一定的穿穿透能力，能能穿過縫隙、門門窗，進(jìn)入室室內(nèi)。在室內(nèi)內(nèi)轉(zhuǎn)一圈之后后又溜了出去去。壽命不長(zhǎng)長(zhǎng)，從生成到到消失大約為為幾秒鐘到幾幾分鐘不等，消消失時(shí)發(fā)出一一聲沉悶的爆爆炸聲，但有有時(shí)也有只發(fā)發(fā)出微弱的噼噼啪聲而不知知不覺地消失失的。二、球雷形成的的一些看法（一）已有的理理論：近年來(lái)，球形閃閃電出現(xiàn)的次次數(shù)和由它所所造成的災(zāi)害害事故在不斷斷增加，人們們還觀測(cè)到它它和其它一些些現(xiàn)象（如地地震、UFO）有著密切切的聯(lián)系，這這引起了越來(lái)來(lái)越多的研究究者的興趣和和重視。各國(guó)國(guó)的研究工作作在不斷深入入。然而，對(duì)對(duì)球狀閃電的的形成和性質(zhì)質(zhì)的解釋遠(yuǎn)非非結(jié)論性的。甚甚至有人提出出了余留影象象的觀點(diǎn)，懷懷疑球狀閃電電的存在。他他們認(rèn)為報(bào)導(dǎo)導(dǎo)的球閃是短短時(shí)強(qiáng)光造成成的可見的余余留影象，球球狀閃電的許許多特征，包包括球閃的較較長(zhǎng)壽命（和和普通閃電相相比而言）、運(yùn)運(yùn)動(dòng)、以及顏顏色等，都認(rèn)認(rèn)為是光學(xué)效效應(yīng)造成的。所所報(bào)導(dǎo)的球閃閃的氣味和聲聲音，都?xì)w之之于與幻視有有關(guān)的心理作作用。然而，從從眼光學(xué)的角角度講，余留留影象不能說(shuō)說(shuō)明球閃運(yùn)動(dòng)動(dòng)時(shí)的固定大大小，固定顏顏色，也不能能說(shuō)明在通常常報(bào)導(dǎo)的閃光光、發(fā)聲和發(fā)發(fā)出氣味之后后，竟不會(huì)重重視而完全消消失。另外，球球狀閃電與雷雷暴有著密切切的關(guān)系，這這一點(diǎn)也是與與余留影象理理論相矛盾的的。一個(gè)理想的理論論必須要解決決球狀閃電比比之普通閃電電具有較長(zhǎng)壽壽命這一重要要問題。在空空氣中能自由由漂游的高溫溫物體，其能能夠輻射出光光的時(shí)間比球球狀閃電所報(bào)報(bào)導(dǎo)的壽命要要小幾個(gè)數(shù)量量級(jí)。例如，根根據(jù)核彈產(chǎn)生生的很大火球球的估計(jì)以及及根據(jù)聚焦激激光束放電產(chǎn)產(chǎn)生的很小火火球的估計(jì)，直直徑為10厘米的高能能火球只能存存在大約0.01秒（Kapittsa，1955；Askar’yan等1967）。為了克克服這一困難難問題，提出出了兩種理論論：一是認(rèn)為為這種火球的的生命通常由由于一些特殊殊過程而延長(zhǎng)長(zhǎng)了；二是提提出有外界源源不斷向火球球內(nèi)提供能量量。據(jù)此，各各國(guó)研究者提提出了許多不不同的理論：：1，Kapittsa的射頻理論論Kapilsaa他所描述的的球狀閃電為為一等離子粒粒團(tuán)，中心含含有一個(gè)熱的的核心，其電電子溫度約為為K，周圍是部部分電離的電電子云，其溫溫度略低于KK。2，等離子體理理論這種理論認(rèn)為球球狀閃電是一一個(gè)等離子體體。此理論包包括渦旋模式式和強(qiáng)相互作作用等。3，核反應(yīng)理論論為了解釋球狀閃閃電的大能量量，有人提出出了核反應(yīng)理理論，但是對(duì)對(duì)于大氣中怎怎樣會(huì)出現(xiàn)適適合于這種反反應(yīng)的條件，仍仍然很難解釋釋。4，相干輻射的的理論這種理論中提到到產(chǎn)生球狀閃閃電的大氣激激光機(jī)制。由由閃電放電在在大氣壓的空空氣中獲得激激光脈沖，激激光脈沖擊中中固體表面時(shí)時(shí)產(chǎn)生等離子子體渦旋。5，由普通閃形形成球閃根據(jù)觀測(cè)事實(shí)，球球閃常與普通通閃電聯(lián)系在在一起。于是是，有人提出出了由普通閃閃電產(chǎn)生球狀狀閃電、或由由普通閃電轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為球狀閃閃電的觀點(diǎn)。（二）我的看法法無(wú)論哪一種理論論都無(wú)法完整整地解釋球雷雷現(xiàn)象。但將將各種理論結(jié)結(jié)合起來(lái)就可可以得到較為為全面、完整整的解釋。筆筆者認(rèn)為這些些理論中，等等離子體理論論較為合理。下下面，筆者根根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制制得球狀閃電電的過程，聯(lián)聯(lián)系球雷和地地震的關(guān)系，談?wù)勔徽勛约旱牡目捶ǎ?、實(shí)驗(yàn)室制得得球狀閃電的的過程據(jù)俄《科學(xué)信息息》雜志報(bào)道道，俄羅斯科科學(xué)院圣彼得得堡康斯坦丁丁核物理研究究所專家在實(shí)實(shí)驗(yàn)室中成功功制造出了球球狀閃電。實(shí)實(shí)驗(yàn)所用裝置置由一個(gè)連在在一起的電容容器組和兩個(gè)個(gè)電極組成，其其中一個(gè)電極極是銅線圈，放放置在聚乙烯烯容器的底部部，并在容器器中盛放了自自來(lái)水；另一一個(gè)由碳棒組組成的中心電電極放在容器器水面以上的的地方。當(dāng)中中心電極的碳碳棒被滴上水水滴時(shí)，兩個(gè)個(gè)電極通電，中中心電極會(huì)釋釋放出等離子子束，并且分分離出發(fā)光的的等離子粒團(tuán)團(tuán)，如果兩個(gè)個(gè)電極之間的的距離合適，等等離子粒團(tuán)會(huì)會(huì)呈現(xiàn)圓球狀狀，成為球狀狀閃電。此外外，中心電極極所使用的材材料不同，這這種人工球狀狀閃電也會(huì)呈呈現(xiàn)出不同的的顏色。等離離子粒團(tuán)的存存在時(shí)間受中中心電極尺寸寸大小和幾何何形狀、兩個(gè)個(gè)電極之間的的距離、電流流強(qiáng)度和持續(xù)續(xù)時(shí)間、水的的溫度和導(dǎo)電電性等多種因因素的影響。2、球雷和地震震的關(guān)系筆者還注意到一一個(gè)重要的現(xiàn)現(xiàn)象，那就是是球雷與地震震的之間的聯(lián)聯(lián)系。1997年7月貴陽(yáng)出現(xiàn)現(xiàn)球閃，同年年8月桂林也出出現(xiàn)了球閃，半半年后，兩火火球點(diǎn)連線偏偏南約居中處處發(fā)生了中強(qiáng)強(qiáng)地震，這種種現(xiàn)象在我國(guó)國(guó)極其罕見。但但在國(guó)外也有有記載，如美美國(guó)的地球物物理學(xué)家約翰翰—德爾注意到到本國(guó)新墨西西哥洲在1951年至1952年間曾多次次出現(xiàn)球雷，在在不足一年的的時(shí)間里，相相距一百余公公里處連續(xù)數(shù)數(shù)次發(fā)生4.0-----5.00級(jí)地震，這這種球雷可視視為“地震光球”，地震光球球大多出現(xiàn)在在地震發(fā)生前前幾個(gè)月。這這種“地震光球”與伴隨地震震而產(chǎn)生的地地光不同，地地光是剛一閃閃過，地震就就會(huì)來(lái)臨，而而且不會(huì)爆炸炸，可是球雷雷往往發(fā)生在在地震的前幾幾個(gè)月。當(dāng)然然，并不是所所有的地震前前都能觀測(cè)到到這種球狀閃閃電。也不是是所有出現(xiàn)過過球雷的地點(diǎn)點(diǎn)在幾個(gè)月以以后都會(huì)發(fā)生生地震。3、我的觀點(diǎn)根據(jù)上述現(xiàn)象和和實(shí)驗(yàn)，不難難看出，球閃閃其實(shí)是一種種放電現(xiàn)象。并并非只有普通通閃電才能產(chǎn)產(chǎn)生球雷，它它也可由其它它條件得到，如如實(shí)驗(yàn)中提到到的由銅線圈圈電極和中心心電極放電而而得到，地震震前由于地質(zhì)質(zhì)條件的變化化產(chǎn)生電勢(shì)差差而發(fā)生放電電，進(jìn)而產(chǎn)生生球閃。當(dāng)然然，大多數(shù)球球閃發(fā)生在雷雷雨天氣。從實(shí)驗(yàn)室制得球球閃的過程中中筆者推測(cè)球球閃的形成機(jī)機(jī)理。當(dāng)兩電電極電壓達(dá)到到一定強(qiáng)度時(shí)時(shí)，兩電極間間的水被電離離，產(chǎn)生呈陽(yáng)陽(yáng)性的氫離子子和呈陰性的的氫氧基離子子。這些離子子被水汽包裹裹著，水分子子能阻止兩種種離子的復(fù)合合，從而可以以說(shuō)明球閃的的較長(zhǎng)壽命。適適當(dāng)?shù)乃渴故沟们虻拿芏榷确浅＝咏h(huán)環(huán)境的密度，從從而阻止在球球的表面上產(chǎn)產(chǎn)生流體動(dòng)力力學(xué)振蕩。水水分子的表面面張力（由水水水中所溶解解的強(qiáng)電解質(zhì)質(zhì)和液態(tài)金屬屬的數(shù)值，估估計(jì)表面張力力為1---110爾格/平方厘米）維維持了等離子子體結(jié)構(gòu)。根據(jù)上述球閃產(chǎn)產(chǎn)生的過程，筆筆者認(rèn)為球狀狀閃電的產(chǎn)生生有三個(gè)條件件：（1），足夠大大的電壓差（2），適當(dāng)?shù)牡闹行碾姌O（3），適量的的水。這三個(gè)個(gè)條件都具備備時(shí)才有可能能產(chǎn)生球閃。根據(jù)這三個(gè)條件件可以較好地地解釋普通閃閃電時(shí)出現(xiàn)的的球閃和地震震前出現(xiàn)的球球閃。閃電時(shí)時(shí)，負(fù)梯級(jí)先先導(dǎo)相當(dāng)于一一電極，這時(shí)時(shí)如果地面恰恰好有適當(dāng)?shù)牡奈矬w作為中中心電極，而而且兩電極間間又有適量的的水量，就容容易形成球狀狀閃電。地震震前，地球深深處的巖石受受到擠壓，在在壓力作用下下兩端會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)電勢(shì)差，一一端相當(dāng)于一一個(gè)電極，另另一端剛好相相當(dāng)于一個(gè)中中心電極，這這時(shí)如兩電極極間恰好有適適當(dāng)?shù)乃浚a(chǎn)產(chǎn)生的電勢(shì)差差又足夠大，兩兩電極間的放放電引起液態(tài)態(tài)水蒸發(fā)，并并使之發(fā)生電電離，進(jìn)而產(chǎn)產(chǎn)生球雷。正正是由于這三三個(gè)條件同時(shí)時(shí)具備的概率率很小，所以以產(chǎn)生球雷的的概率也較小小。因此，即即使人們經(jīng)常常看到閃電或或地震卻很少少看到球閃。同同時(shí)，由于中中心電極的不不同，正如所所觀測(cè)到的那那樣，產(chǎn)生的的球狀閃電的的顏色也各不不相同。另外外，球閃的存存在時(shí)間受中中心電極尺寸寸大小和幾何何形狀、兩個(gè)個(gè)電極之間的的距離、電流流強(qiáng)度和持續(xù)續(xù)時(shí)間、水的的溫度和導(dǎo)電電性等多種因因素的影響。這這就是每次觀觀測(cè)到的球閃閃壽命長(zhǎng)短不不一的原因。三，球雷的危害害由于人們對(duì)球雷雷知之甚少，對(duì)對(duì)它的預(yù)防措措施也幾乎為為空白。因此此，即使球雷雷出現(xiàn)的次數(shù)數(shù)不多，仍然然造成了巨大大的損失。也也正是由于對(duì)對(duì)它的不了解解，人們對(duì)它它產(chǎn)生了一種種恐懼心理，以以至遇到球雷雷時(shí)不知所措措。各種資料表明，球球閃具有巨大大的能量。有有著很高的溫溫度。它消失失時(shí)往往伴隨隨著爆炸，其其威力足可傷傷亡人、畜。有有時(shí)球閃落到到物體上面時(shí)時(shí)會(huì)噴出火花花，燒毀物體體或由上而下下留下燃燒或或融化痕跡，人人的皮膚碰到到球閃時(shí)可能能被灼燒甚至至造成死亡。球球雷還可毀壞壞建筑，電力力通訊設(shè)備，球球雷所經(jīng)過處處無(wú)線電受干干擾，雷達(dá)監(jiān)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)失靈靈。它們還可可破壞運(yùn)行中中的飛機(jī)，引引發(fā)草場(chǎng)、林林木場(chǎng)、油庫(kù)庫(kù)等易然物的的火災(zāi)。如，1989年8月12日，我國(guó)黃黃島油庫(kù)起火火大爆炸，死死亡19人，傷61人，數(shù)百噸噸原油付之一一炬。大火燒燒了10個(gè)多小時(shí)經(jīng)經(jīng)濟(jì)損失1400多萬(wàn)元，其其原因就是油油罐遭球雷擊擊中所致。四，對(duì)球雷的防防護(hù)球雷雖然有很大大的破壞力，但但目前對(duì)它的的預(yù)防確實(shí)是是個(gè)難題。普普通雷電用避避雷針避雷器器就可以解決決,球雷與普通通雷電形成的的物理過程不不同，性質(zhì)也也不同，避雷雷針就不起作作用了。根據(jù)據(jù)已知的球雷雷的一些性質(zhì)質(zhì)和特點(diǎn)，可可以采取一些些措施盡量減減少球雷造成成的破壞。1、人在室外發(fā)發(fā)現(xiàn)球雷時(shí)不不要圍觀，不不要恐懼，巧巧妙地不讓球球雷觸到人體體，以防傷亡亡。2、普通建、構(gòu)構(gòu)筑物的防球球雷，主要是是對(duì)一些門窗窗洞口的防護(hù)護(hù)。可用金屬屬網(wǎng)罩將這些些洞口罩起來(lái)來(lái)進(jìn)行防護(hù)。在在煙囪和通風(fēng)風(fēng)管道等處可可裝上鐵絲網(wǎng)網(wǎng)進(jìn)行保護(hù)，網(wǎng)網(wǎng)格不大于4平方厘米。3、重要的建、構(gòu)構(gòu)筑物如高山山上的微波站站等可用整個(gè)個(gè)金屬網(wǎng)包起起來(lái)，進(jìn)行防防護(hù)。4、各類建、構(gòu)構(gòu)筑物的防球球雷還應(yīng)應(yīng)執(zhí)執(zhí)行以下制度度：（此制度度對(duì)防普通雷雷同樣適用）a、雷雨天氣應(yīng)應(yīng)關(guān)閉門窗；；b、雷雨天氣不不進(jìn)行各種人人工測(cè)量；c、每年春秋兩兩季都應(yīng)對(duì)接接地極進(jìn)行測(cè)測(cè)量，接地電電阻超過規(guī)定定數(shù)值者，均均應(yīng)采取措施施解決；d、每年春秋兩兩季都應(yīng)對(duì)避避雷設(shè)備進(jìn)行行檢查。檢查查連接部分有有無(wú)松動(dòng)，接接地線有無(wú)斷斷線，一旦發(fā)發(fā)現(xiàn)立即處理理。5、一些特殊場(chǎng)場(chǎng)所，如各類類油庫(kù)，火、炸炸藥庫(kù)等，這這類場(chǎng)所的火火災(zāi)危險(xiǎn)性比比較大，此類類場(chǎng)所遭球雷雷閃擊發(fā)生火火災(zāi)的事故也也時(shí)有發(fā)生。這這里，主要針針對(duì)這類場(chǎng)所所的防球雷措措施談幾點(diǎn)看看法。由于球球雷是沿地面面（或其他物物體）“漂行”的，體積一一般比較小，大大網(wǎng)格屏蔽網(wǎng)網(wǎng)也可被穿過過，所以防球球雷是很困難難的，但局部部防范還是可可以做到的。（1）對(duì)油庫(kù)局局部防球雷的的措施：a、對(duì)地面油庫(kù)庫(kù)的防球雷，主主要是呼吸閥閥。進(jìn)出油大大呼吸時(shí)，氣氣體的流量達(dá)達(dá)幾十平方米米/小時(shí)，應(yīng)采采取圓形鋼板板防護(hù)罩防球球雷（注1）。b、覆土油庫(kù)的的呼吸閥改造造后均用小房房子保護(hù)了，只只要將小房子子的透氣窗做做成二層鋼板板窗即可（注注2）。c、油庫(kù)的呼吸吸閥應(yīng)采用圓圓形鋼板防護(hù)護(hù)罩，排風(fēng)洞洞口采用二層層鋼板窗防護(hù)護(hù)即可。（金金屬部分接地地）d、天然洞油庫(kù)庫(kù)除了已裝門門窗外，所有有的洞口、通通風(fēng)口均應(yīng)裝裝鐵絲網(wǎng)防護(hù)護(hù)（注3）。（2）、對(duì)火、炸炸藥庫(kù)防球雷雷的措施：a、地面火、炸炸藥庫(kù)逐漸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移為其他倉(cāng)倉(cāng)庫(kù)就不再考考慮了。b、覆土炸藥庫(kù)庫(kù)、人工洞火火、炸藥庫(kù)有有庫(kù)門、窗、通通風(fēng)口的防球球雷處應(yīng)從管管理制度上采采取措施（具具體管理措施施如前建、構(gòu)構(gòu)筑物防球雷雷的管理措施施一樣）。（3）、特殊儀儀器的防護(hù)：：與油庫(kù)等設(shè)設(shè)備相連的各各種測(cè)量?jī)x表表和儀器可用用金屬網(wǎng)罩進(jìn)進(jìn)行防護(hù)，網(wǎng)網(wǎng)格不大于4平方厘米。（這這個(gè)方法同樣樣也適用于和和其他建、構(gòu)構(gòu)筑物相關(guān)的的各類儀表、儀儀器的防護(hù)）注1：圓形鋼板板的防護(hù)罩為為內(nèi)、外球形形罩。外罩直直徑1m、內(nèi)罩直徑960mm，鋼板厚不不小于4mm。均勻打孔1000個(gè)、直徑5mm內(nèi)外罩均與與罐體連接，