閃電哪裡來 科學家探索其中奧秘

閃電是一種常見的自然現象，不過雷電產生的巨大能量，有時會造成人類生命財產的損失．為了預防雷電的威脅，科學家嘗試了各式各樣的新方法，今天的全球廣角鏡，就要帶您一探雷電的奧秘。 每年德國發生的閃電次數超過一百萬次，不過到目前為止，科學家還不太清楚，這種在大氣層和地面之間的高壓電，是如何產生的。物理學家認為，雲層裡冰雹，雨滴和微小結晶互相撞擊而釋放出電子，可能是其中原因。不過閃電真的來自雲層嗎？閃電現象通常出現在雲層和地面之間。帶負電的電子來自雲層，帶正電的電流則從地面竄出。兩者在離地面約四公尺處相會合。這時一股閃電會從地面往雲層攀升，出現這樣的情況時，周圍的空氣會因為膨脹而爆炸，同時產生隆隆的打雷聲響。兩百多年前，富蘭克林發現在建築物上裝置金屬棒，可以防止遭到雷擊，這種被稱為"避雷針"的物體，通常是一種外層包裏者鋅的金屬，它甚至也被用來搭建帳篷。閃雷對所有電器用品都構成威脅，只要幾伏特的電力，就可以癱瘓像是發電廠，機場，或是化學工廠等大型設施。光是在德國，平均每年閃電造成的財產損失，就超過一百萬歐元。 1992年夏天，一場強烈暴風雨癱瘓了德國一座主要機場的塔台。接下來幾分鐘，有五十多架飛機，因為沒有接獲塔台的指引，不得不在空中盤旋。 慕尼黑德國軍事學院的研究人員，目前正努力找出避免這種意外的方法。他們想在這些敏感的電器前放罝一列屏障，它的作用有如法拉第罩>一樣。1836年英國科學家法拉第發現，閃電無法穿透金屬盒。於是法拉弟罩>就成為防止雷擊的另一種方法。一般建築物並不會特別針對雷擊，為電器設備作好防護措施。因此我們必須另外想辦法。首先我們必須把所有電器系統放進盒子裡。另外也可以在建築物外觀下功夫，譬如使用鋁製屋項及強化金屬等。因為它們可以吸收或轉移這些具破壞力的電磁電子。不過這些外層包覆電纜的電線和連接器的防護措施，有時也會變成提供雷擊的良好媒介。幸好現在這種特製的電流保護器，可以避免高伏特電壓造成損壞。 現代飛機都裝有防止雷擊的安全裝置。雖然是利用法拉第罩>原理，不過金屬殼內佈滿了塑膠片，卻可能引發問題。1993年就有一架法國噴射客機的雷達儀器遭到雷擊摧毀。這種意外可能不常見，不過統計指出，平均每架飛機每年都會遭到一次雷擊。 慕尼黑的研究人員現在嘗試以部份由塑膠製成，能傳遞熱能的金屬條來保護飛機。 另外生產電力的風車，它們的轉軸所受的威脅可能更大。因為這些機械都是由合成材料製成，一旦遭受雷擊損壞情況將相當嚴重。於是這群在慕尼黑的研究人員，計畫用會導電的銅條來分散電流，以減少雷擊造成的傷害。 佛萊契西勒大學的科學家，現在正嘗試以雷射來對付雷雨的潛在威脅。 他們利用高能雷射形成的人造能源束，來改變雷電的方向，雷電的威脅因此可以獲得控制，因為雷已經被導引到、不會造成損害的地方。 如果科學家的實驗成功，雷射束未來可以用來保護電廠、飛機、甚至甘迺迪太空中心等場所，因為在雷擊發生前，雲層裡具破壞性的潛在能量，已經先被雷射束消除了。