據國外媒體(ti) 報道，2017年10月22日，積聚在美國中部上空的風暴雲(yun) 釋放出一道巨大的閃電，照亮了德克薩斯州、俄克拉荷馬州和堪薩斯州的天空。這次震動橫貫這三個(ge) 州超過500公裏，規模之大前所未有。一組研究人員寫(xie) 了一份關(guan) 於(yu) 這次閃電的研究報告，將其形容為(wei) “巨閃”（megaflash）。這是有史以來最長的閃電之一。

　　一般來說，正常的閃電長度在1到20公裏之間，但隨著測繪技術越來越先進，一些真正巨大的閃電逐漸進入我們(men) 的視線。最近的一些發現提出了一個(ge) 有趣的問題：閃電的規模究竟能達到多大？我們(men) 應該擔心這些大氣中的“重量級選手”嗎？

　　當強正電荷在雷暴雲(yun) 的一個(ge) 區域發展，而強負電荷在另一個(ge) 區域發展時，它們(men) 之間就會(hui) 產(chan) 生電流，進而產(chan) 生閃電。美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）的物理學家和高級研究員唐·麥克戈曼（Don MacGorman）參與(yu) 了2017年“巨閃”研究報告的撰寫(xie) ，他說：“閃電是在一個(ge) 電力非常強的地方產(chan) 生的。它們(men) 變得足夠強大，以至於(yu) 空氣再也承受不住電的力量，進而被分解。”

　　這意味著，隨著電壓的增長，局部空氣的絕緣能力被破壞。研究人員認為(wei) ，這是由於(yu) 過量的電磁力開始加速空氣中的自由電子（沒有附著在原子或分子上的電子），使其他電子從(cong) 原子和分子中脫離出來。麥克戈曼說：“科學家稱這個(ge) 過程為(wei) 電子雪崩，這就是我們(men) 所說的空氣分解。”

　　這一過程最終會(hui) 在空氣中形成一個(ge) 非常熱的通道，就像一根電線，其兩(liang) 端向外延伸，通往導致“電子雪崩”的正電荷和負電荷。最終，這條通道將正電荷和負電荷連接起來，此時就會(hui) 觸發巨大的電流，我們(men) 稱之為(wei) 閃電。

　　麥克戈曼說：“可以把它想象成一個(ge) 巨大的火花，從(cong) 雲(yun) 裏冒出來。”有時，通常包含正電荷的雲(yun) 層較低區域，其自身沒有足夠的電荷來阻止通道。於(yu) 是，閃電持續增長，向下延伸到地麵。當發生這種情況的時候，會(hui) 觸發一道擁有巨大電流的閃電，將雷暴雲(yun) 的一部分電荷傳(chuan) 輸到地麵。當我們(men) 想到閃電時，大多數人通常會(hui) 想到這些雲(yun) 地之間的通道，叉狀的閃電猛烈地擊向地表。

　　但是，是什麽(me) 因素限製了這些巨型閃電的規模呢？

　　幾十年來，研究人員一直試圖回答這個(ge) 問題。在垂直方向上，閃電的範圍受到風暴雲(yun) 高度的限製，也就是從(cong) 地麵到雲(yun) 層頂點的距離——最高約為(wei) 20公裏。但是在水平方向上，一個(ge) 更廣闊的雲(yun) 係統提供了更大的空間。

　　早在1956年，一位名為(wei) 邁倫(lun) ·利達（Myron Ligda）的氣象學家就證明了這一點，他用雷達探測到當時有記錄以來最長的閃電——跨度長達100公裏。

　　然後，在2007年，研究人員打破了記錄，在俄克拉荷馬州發現了一道長達321公裏的閃電。麥克戈曼和同事們(men) 最近的研究又超越了這一數字。據研究人員計算，他們(men) 發現的這道“巨閃”發出了異常強烈的閃光，照亮了67845平方公裏的地麵。然而，即使是這樣的閃電也被後來的發現超越了。在近期發表於(yu) 《地球物理研究期刊：大氣》（JGR atmosphere）的一項研究中，科學家描述了一次跨越673公裏的閃電。

　　這樣的巨型閃電十分罕見，但現在我們(men) 有了探測它們(men) 的技術，可以更頻繁地發現它們(men) 。科學家已經不僅(jin) 僅(jin) 依靠使用天線和雷達的地基係統，而是開始從(cong) 更加有利的位置——人造衛星——來觀察閃電。最近兩(liang) 次破紀錄的閃電都是通過名為(wei) “地球同步閃電成像儀(yi) ”（Geostationary Lightning Mapper）的技術進行測量的。在環繞地球的兩(liang) 顆衛星上都安裝了這種傳(chuan) 感器，能提供其下方地球風暴係統的大範圍圖像。

　　麥克戈曼說：“這個(ge) 係統可以對雲(yun) 層頂部發出的光做出反應，因此我們(men) 可以看到閃電發出的光，然後繪製它的地圖，幾乎可以覆蓋整個(ge) 半球。”

　　高分辨率的衛星圖像結合地麵“閃電成像陣列”（Lightning Mapping Array）的數據，為(wei) 我們(men) 顯示了2017年10月那次閃電的巨大範圍。

　　然而，我們(men) 仍然不知道這些巨大的電子光源是如何增長到如此之長的。研究人員認為(wei) ，雲(yun) 的大小是一個(ge) 因素，因為(wei) 雲(yun) 係統越大，就越有可能發生閃電。麥克戈曼補充道，巨型閃電的形成還需要一定的“中尺度過程，即大規模的氣流，使該係統能夠結合在一起，持續很長一段時間”。

　　那麽(me) ，在這些巨型雲(yun) 所搭建的舞台上，閃電內(nei) 部到底發生了什麽(me) 呢？英國曼徹斯特大學研究雷暴起電現象的克裏斯多夫·埃莫西奇（Christopher Emersic）說：“這些超級大雷暴看起來就像是連續不斷的放電。”

　　他假設，如果一個(ge) 雲(yun) 係統在一大片區域內(nei) 高度帶電，那麽(me) 一係列的放電就會(hui) 像一排倒下的多米諾骨牌一樣穿過這一區域。“如果多米諾骨牌之間都沒有太大的間隙，一個(ge) 觸發另一個(ge) ，形成一連串的骨牌倒塌。另一方麵，如果觸發‘失敗’，在這種情況下，你隻能看到一次更小型的空間閃電事件，而不是一次巨閃。”

　　母雲(yun) 越大，放電繼續傳(chuan) 播的機會(hui) 就越多。埃莫西奇說：“因此在原理上，如果電荷結構有利，巨閃雲(yun) 可以和母雲(yun) 一樣大。”

　　這也意味著可能存在比目前已觀察到的更大的閃電。麥克戈曼說：“風暴可以比我們(men) 所測量的那些更大。”換句話說，我們(men) 仍然不知道最大的閃電到底有多大。

　　盡管超級閃電很切合世界末日的景象，但它們(men) 並不一定比普通閃電更危險，“空間上跨度很廣的閃電並不一定意味著攜帶更多的能量，”埃莫西奇解釋道。此外，由於(yu) 產(chan) 生巨型閃電的雲(yun) 係統是如此龐大，因此很難預測它們(men) 。

　　“這樣的事件經常會(hui) 導致遠離對流中心閃電活躍區域的地方受到地麵雷擊，”埃莫西奇說，“地麵上的人可能以為(wei) 風暴已經過去，但卻被一場似乎不知從(cong) 何而來、在空間上非常廣闊的放電給嚇了一跳。”

　　埃莫西奇表示，在全球變暖的背景下，引發超級閃電的風暴類型也有可能增加，“因此，間接地，合適的條件更有可能形成，從(cong) 而使它們(men) 發生的頻率增加。”

　　不過，就目前而言，超級閃電並不常見。麥克戈曼估計，它們(men) 隻占閃電總量的1%。不過，也許在不久的將來，像他這樣的研究人員就可能會(hui) 發現更加驚人的巨型閃電，讓人們(men) 對大自然的造化驚歎不已。

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