雷电探秘

【日本《每日新闻》4月22日文章】题：神秘的雷（作者　田中泰义）
正如“落雷”这个词显示的那样，自古以来，人们就认为雷总是向地面降落的。但是最近，科学家多次观测到向天空释放绿光和红光的雷。地球上每秒都会打100次雷，一次发光的能量最多能点亮300万盏电灯泡。现已得知，这种巨大的能量也会对地球环境产生影响。下面就让我们看一看雷研究的最新进展。
红光与绿光 
雷云的底部带有负电荷，顶部带有正电荷。正电荷将被引向地面，雷云的底部和地面就像电容器的关系，当每平方米的电压超过100万伏时，就会出现放电现象，这就是雷。
另一方面，有很多飞行员说自己看到过光在一瞬间冲向太空的现象。1989年，美国明尼苏达大学的高灵敏度摄像机在观测夜空时，偶然捕捉到这一瞬间的情形。此后，全世界都开始对此进行观察。
1995年，东北大学在美国科罗拉多州发现了另一种呈红色的发光现象。其高度在90公里附近，呈独特的圆盘状，最大直径达600公里。它被命名为“小天使”。
今年3月，英国《自然》杂志刊登一幅泛着蓝白光的像焰火一样的照片。这是美国宾夕法尼亚大学拍摄的名为“蓝色喷射”的雷。它是在高度约为10公里的云的顶部发生的，其速度相当于飞机的1000倍，一直到达离地面约80公里的高空。
地球环境和雷
很多陨石在进入大气层时被完全烧毁。来自太阳和银河的宇宙射线也被大气层吸收，几乎到不了地面。大气层就像是地球的屏障，遮断了与太空的联系。但是，“蓝色喷射”表明，地球也有可能对宇宙产生直接影响。
东北大学超高层大气物理学讲师高桥幸弘指出，地球上每秒会发生100次打雷现象，向太空放电的雷每天有可能超过10万次。
雷的发光时间虽然只有千分之几秒，但是每次发光的能量最大相当于30万兆瓦时，相当于300万盏电灯泡发光时所需的能量。
由于打雷时会释放出高能电子，在航天飞机内工作的宇航员是否会受到放射线的危害呢？这是一个有待研究的课题。
据说高能量的雷还对地球温室化产生了影响。2000年，东京大学和宇宙开发事业团等组成的研究小组在利用飞机进行观测时发现，在澳大利亚的热带地区出现落雷后，对流层上部的氮氧化物浓度比平常高出10至100倍。据说分布在热带地区和非热带地区的对流层内的氮氧化物，分别有50%以上和10%至20%是因雷而产生的。
东京大学大气物理化学助教北和之指出：“氮氧化物与对流层内臭氧的产生密切相关。臭氧是一种会对人体和植物产生不良影响的污染物，与二氧化碳一样，会产生温室效果。”可以想像，对流层上空的大气也会因放电现象而出现变化。从防止温室化和大气污染的视点来看，观测打雷现象是非常重要的。
国际合作取得进展
每年夏天，都会有包括日本在内的十几个国家的研究人员来到美国气象学博士沃尔特·利翁的兼做观测站的住宅，他们已建立起合作关系。
今年2月，美国斯坦福大学的研究人员来到日本。他们此行的目的，是为了调查澳大利亚打雷时释放的高能电子是否到了日本。
地球是一个北极为S极，南极为N极的巨大磁石，日本和澳大利亚是被一根磁力线连接在一起的。由于电子是沿着磁力线运动的，因此澳大利亚的雷有可能对日本的大气产生影响。
7月，以色列的研究人员将搭乘航天飞机，与日本等几个国家合作，对有关的打雷现象进行观测。此外，台湾将于明年10月发射搭载了日本的高速测光器的人造卫星，开始对“小天使”现象进行观测。