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气象科普-防灾减灾系列之雷电：闪电的颜色原来不止一种

原标题：闪电的颜色原来不止一种

2021年04月08日 16:26  中国气象报   0    收藏

本期专家 中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室副主任、雷电研究团队首席专家吕伟涛灾害天气国家重点实验室访问学者、高级工程师张华明

采访人 本报实习记者赵明豪通讯员张翠英 

7月15日夜晚,山东省菏泽市出现雷暴天气。当地民众发现,这次的闪电竟然是红色的,而且持续了1小时之久。这种独特的天气现象刷爆了当地民众的朋友圈。

真的有红色闪电吗?除了红色以外,还有没有其他颜色?

根据业内专家多年的观测和研究,闪电确实不止我们平常看到的一种颜色。

众所周知,闪电是由积雨云中不同部位聚集的不同极性电荷,在不同云之间、云与大地之间强烈放电而形成的。电流峰值能高达几千安培,这种强大的电流可以将其周围的空气瞬间加热到数万摄氏度。

张华明介绍,由于强电流通过,闪电通道中的各种分子及原子被瞬间分解电离成各种粒子,这些处于高温状态的粒子经过碰撞、分解与复合等变化后产生大量不同波长的光。人眼可见光的波长集中在约400纳米到760纳米之间,高于这个范围的波长为红外线,低于这个范围的为紫外线。闪电在可见光波段产生大量的辐射,因此我们可以看见空中因电流而生成的闪电。

闪电的能量、大气主要成分及云层厚度等条件会影响闪电的颜色,比如,能量较高的闪电可以激发相对较多的短波段光谱,会出现紫色、蓝色的闪电。如果闪电能量较低,则激发较多的近红外波段光谱,则闪电呈现为红色。另外,受云层漫反射影响,我们肉眼捕捉到的穿过云层的闪电会呈现不同的颜色。

对于此次出现在山东菏泽的闪电,吕伟涛认为,因为闪电发生在云内,闪电发出的光被云内粒子散射后,长波的红光更容易透出云外,所以看起来像红色闪电。

此外,闪电虽然看上去持续时间很短,但实际上闪电也存在能量上升、衰减的过程,初始阶段闪电能量高,颜色可能是紫色、蓝色的,进入衰减阶段则是红色的,而且红色持续时间要更长。而闪电在远距离传输过程中,大气对光的吸收、散射等都会改变谱线的相对强弱,如果传输距离很远,则可能拍摄到红色的闪电。

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