北京连续5天发布雷电黄色预警。不少网友在网上分享拍到的“雷霆场景”,尤其是“紫色闪电”讨论度颇高。配文更是五花八门:有人诙谐地说,“神仙打架”“有人在‘渡劫’’”;有人解读“这是在进行空气净化”。

针对网络热议的问题,中国科学院大气物理研究所副研究员袁善锋给出答案。

“紫色闪电”是白色的

大家最近在北京夜空拍到的紫色闪电,本质上就是普通的闪电——空气被强电流击穿后形成的高温等离子体通道,通道中的氮气、氧气等气体分子和原子被激发或电离,随后释放出不同波长的光。这些光谱成分叠加在一起,再加上闪电通道亮度极高,人眼通常会感受到刺眼的白色或偏蓝白色。

之所以看到偏紫的色彩,主要原因是:

短波长的蓝紫光是“显眼包”,更容易被散射和凸显,云层和天空背景可能被“染”成紫色或蓝紫色。也就是说,照片里“整片天空都紫了”,并不等于闪电本身就是紫色。它更像是普通闪电的强白光照亮云层后,经过大气传播和云层散射形成的颜色效果。

不同时段的大气湿度、尘埃含量、云层厚度和云底高度,也会影响人们看到的颜色。傍晚、深夜、雨前和雨后的大气条件不同,同样一次雷暴过程,闪电在视觉上可能呈现出白色、蓝白色、紫色、粉紫色等不同效果。

夜间拍摄强闪电时,设备往往会自动提高曝光、调整白平衡、开启HDR或多帧合成,并增强画面饱和度。这样一来,原本只是略偏蓝紫的云层背景,在照片中可能变得更鲜艳、更“紫”。

“只闪不响”的闪电也有声

只要闪电发生在低空对流层中,本质上都会产生雷声。放电通道会把周围空气急剧加热到极高温度,使空气迅速膨胀并产生剧烈震荡。这种震荡向外传播,就形成了冲击波,也就是我们听到的雷声。

我们听不到雷声,大多是因为:

雷声在传播到地面的过程中变弱了、偏折了,或者被挡住了。

可以把雷声想象成一圈圈向外扩散的声波。光传播得非常快,所以远处云里的闪电一亮,我们几乎马上就能看到;但声音传播得慢得多,而且在空气中会不断衰减。如果闪电发生得比较远,雷声走到我们这里时,可能已经弱到听不清了。

此外,城市中的高楼、地形起伏、背景噪声,也会进一步削弱人们对雷声的感知。

闪电不能净化空气

雷雨过后,很多人会觉得空气变清新,于是有人把这种感觉归因于“闪电净化空气”。这种说法并不准确。

雨后空气变清新,主要是因为降雨把空气中的尘埃、花粉和部分污染物冲刷掉了,同时风雨过程也改变了近地面空气状态。真正起到明显“清洗”作用的,主要是降雨和大气扩散,而不是闪电本身。

闪电发生时,强放电会促使空气中的氮气和氧气发生一系列化学反应,生成氮氧化物。在近地面环境中,氮氧化物属于大气污染相关成分,并不能简单理解为“净化物质”。在某些情况下,雷暴还可能与花粉颗粒破碎、过敏原扩散等问题有关,增加敏感人群呼吸道不适风险。

因此,更准确的说法是:闪电会触发大气化学反应,其中既有生态意义,也可能带来近地面污染风险;但不能把闪电简单理解成“空气净化器”。

【多知道点】

高空闪电有颜色

我们平时在地面看到的普通闪电,基本发生在对流层内,通道发光通常以白色或蓝白色为主。但在距离地面约40到90公里的中高层大气中,确实存在一些自带鲜明颜色的特殊放电现象:

红色精灵:发生在40-90公里的高空,整体呈红橙色,形态像倒挂的胡萝卜或者水母,通常由强正地闪触发,持续时间只有几十毫秒,非常难捕捉。

蓝色喷流:从雷暴云顶端向上喷射,呈深蓝色锥形光柱,能一直向上延伸到50公里高度。甚至可以到达电离层底部,约90km,称为巨大喷流。他的颜色与氮气分子的激发和电离辉光有关,比红色精灵更罕见。

绿色幽灵:近年新发现的瞬态发光现象,出现在红色精灵的顶部,会发出极其短暂的淡绿色辉光,发生高度在90公里左右。

这些高空放电现象确实“自带颜色”,但它们和北京夜空中市民拍到的普通雷暴闪电不是同一个概念。北京雷暴中常见的“紫色闪电”画面,更适合理解为普通闪电的强光、云层背景、大气成分和拍摄设备共同制造出的紫色视觉效果。


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本文来源:北京日报客户端