闪电有哪些不同类型？

爱荷华州暴风雨期间的云到地面闪电。

虽然我们倾向于认为闪电是从天空撞向地面的闪电，但闪电可以击中地面，也可以击中云层或空气内部。根据美国国家强风暴实验室的数据，云内闪电的次数是云对地闪电次数的5到10倍。下面我们来看看雷雨天气中可能出现的不同类型的闪电。

云地闪电

当负电荷在雷暴的底部增长时，正电荷开始聚集在地球表面下面，无论雷暴走到哪里，它都跟着它。正如上图所示，这几乎是所有从云到地的闪电的原因。在云到地的闪电中，一个阶梯式引线从负云层底部向下倾斜，途中被一股电离空气柱拦截，这股被称为“正流线”的空气柱从带正电的地面向上冲向引线。当两者连接时，一股强烈的电流在云层和地面之间咆哮，形成了闪电。多个正带有时会争夺同一个梯级先导。

在雷雨中，几乎任何接地的物体或生物都可能吸引阶梯状的先导，但闪电是懒惰的，所以越近越好。树木、高楼、高塔和天线是人们最喜欢的目标，而且，闪电可以击中两次。

云内闪电和云间闪电

云内闪电从不离开它形成的地方。

地球上大约四分之三的闪电从未离开它形成的云层，满足于在风暴中找到另一个带相反电荷的粒子区域。这些闪电被称为“内声闪电”，但它们有时也被称为“片状闪电”，从我们的有利位置来看，它们照亮了云表面发光的片状闪电。“蜘蛛闪电”(见下图)发生在分支闪电沿着云的底部爬行时。

蜘蛛闪电是一种长时间的、水平移动的闪光，经常出现在云的底部。

闪电有时也会离开云层，停留在天空中，这种现象可以有多种形式。它可能会跳到另一片云上，或者如果附近有足够的电荷，它可能会直接撞击风暴周围的空气。

虽然基于云的闪电通常不会打扰地球表面的人类，但它会对我们的飞机、火箭和其他飞行器造成严重破坏。客机的飞行路线通常会直接穿过巨大的雷暴，虽然闪电通常会从飞机的外部穿过，但在这种情况下很难完全保护任何电气系统。2009年，公司官员说法航447航班在消失在大西洋上空之前很可能被闪电击中——它在两个电力系统失去电力之前撞上了热带风暴——尽管各种其他因素可能使情况更加复杂。在卡纳维拉尔角的NASA工程师也经常受到来自佛罗里达州无情夏季雷暴的闪电的困扰，这可能会推迟发射并损坏昂贵的设备。

晴天霹雳

佛罗里达大学闪电研究小组用高速相机捕捉到了这一闪电。

大多数雷击都是负电的，从云层底部下降到带正电的地面。但在大型雷暴中，一个增压的正闪电可能从云层的上部区域发射出来，在撞向带负电的地球的遥远部分之前飞离风暴。有时，雷暴会蔓延至25英里，甚至会悄悄靠近那些甚至不知道附近有雷暴的人——因此被称为“晴天霹雳”。除了隐身和罕见之外，蓝色闪电的威力也比普通闪电大得多，因此会造成更多的人身和财产损失。

球状闪电

在世界各地的雷暴中都曾报道过漂浮的电球——甚至在实验室中也曾重现过——但在自然界中却难以证实。如果自然球状闪电确实存在，那它是短暂的、不稳定的和罕见的。尽管如此，还是有一些诱人的暗示。

关于球状闪电的本质，科学家们还有一个有趣的理论。在2018年3月发表的一项研究中，研究人员创造了一种被称为玻色-爱因斯坦凝聚态的过冷态物质，然后将其磁场捆绑成一个复杂的结。这产生了一种被称为“尚卡尔空子”的量子物体，它在40多年前就被理论化了，但从未在实验室中被成功创造出来。

斯格明子是一种“原子磁矩的打结结构”，本质上是一组互锁磁场。研究人员指出，这种打结磁场是球状闪电拓扑理论的关键，该理论描述了被打结磁场约束的热气体等离子体。理论上，球状闪电比一般的闪电持续的时间要长得多，因为很难“解开”固定等离子体的磁结。

瞬时发光事件

闪电并不是雷暴惯用的唯一的电伎俩。还有一个大多数人从未见过的诡异鬼光世界，在风暴上方的高层大气中飞舞。它们并不是传统意义上的闪电——人们更喜欢用“瞬变发光事件”或“大气光学现象”来称呼它们——但我们对它们仍然知之甚少。

精灵的彩色图像，从飞机上拍摄的。

精灵是直接出现在活跃雷暴上方的巨大闪光，通常与下面强大的、带正电的云层到地面的闪电相对应。由于它们大多发出红色的光，所以也被称为“红色精灵”，这些微弱的耀斑可以从云层顶部发射到60英里外，尽管它们的电荷很弱，持续时间很少超过几秒钟。精灵的形状被比作圆柱、胡萝卜和水母，但它们微弱的电荷和柔和的光意味着它们很少被肉眼发现——事实上，直到1989年才有它们的照片证据。

然而，从那时起，成千上万的精灵被从地面、飞机和太空拍摄下来。

蓝色喷流只持续不到一秒。

蓝色喷流就像它们听起来的样子:从雷暴顶部喷出的蓝色能量束射向周围的天空。尽管名字很直白，但它们是一种更神秘的瞬时发光事件，因为它们与云到地的闪电没有直接联系，也不与当地磁场对齐。当发光的蓝白条纹从云层中出现时，它们以狭窄的锥状向上延伸，逐渐呈扇形散开，在大约30英里的高度消散。

这张精灵的照片是由太空动力学实验室拍摄的。

精灵，出现在活跃的云层到地面闪电的区域，也在电离层中被发现。这些发光的、快速膨胀的圆盘可以延伸300英里，但它们持续的时间不到千分之一秒，这使得即使没有雷雨阻挡，也很难发现它们。1992年，美国国家航空航天局发现了精灵，当时航天飞机上的一个低光摄像机记录下了精灵的活动。科学家认为，精灵是由雷暴发射到电离层的电磁脉冲造成的。

闪电安全

在过去的30年里，每年死于闪电的美国人比死于飓风或龙卷风的美国人多，但由于死亡的时间和距离都更长，因此它是最被低估的天气危害。由于某种原因，死于雷击的男性比女性多很多——自2006年以来，美国被雷击死亡的人中超过78%是男性。在美国的某些地区，闪电也更加频繁和严重，特别是佛罗里达州、德克萨斯州和墨西哥湾附近的其他州。

从云到地的雷击可以通过几种方式攻击人。在雷雨期间或雷雨前或雷雨后30分钟暴露在户外不是一个好主意，站在树或杆子等高大的东西附近也不是一个好主意。但理想情况下你应该待在里面。

最好的地方是有管道和电线的建筑，因为它们比人体更能导电。有暴露开口的建筑不安全，包括棚屋、车库、野餐棚、棒球掩体和露天体育场。如果你被困在外面，尽量进入封闭的金属车辆，把车窗拉上，避免乘坐敞篷车、高尔夫球车、拖拉机或建筑设备等敞篷车辆。

众所周知，雷雨天气的游泳池很危险，因为水很容易导电。与另一种顶级导体金属一样，水也可以帮助闪电侵入我们的家庭和企业，让它通过管道和电力系统进入。闪电可能直接击中建筑物或穿过电线，有可能触电正在洗澡、使用电脑或打电话的人(固定电话是主要风险;在暴风雨中使用手机通常是安全的)。即使预计不会发生龙卷风，建筑物最安全的部分是室内，远离窗户、水和电器。