等待闪电
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广州市珠江畔
夏季夜晚的羊城广州，暴风雨即将来袭。被称作“小蛮腰”的广州塔灯光闪烁，却难以掩盖天空中闪电明亮的光芒。在全世界，平均每秒钟大致会有600次闪电发生，它们并不是稀缺的风景，世界上也有不少研究者和摄影师在追逐闪电，这样的人群，如今在中国也日益庞大起来。摄影／林诗
北京天文馆
东汉学者王充在 《论衡》一书中提到：“雷者，太阳之激气也。”支持这个观点的现象之一是：每年阴历五月，日照最强烈的时节，雷电也最为频发。
在中国东部受到暖湿季风影响的广大地区，夏季也是闪电摄影师最为忙碌的季节。拍摄闪电时，地面的景致很重要，天文馆的天文圆顶（图1 摄影／朱进），乃至高压电线架（图2 摄影／Robert Llewellyn／c），在摄影师的策划下都可以成为图片中的精彩元素。需要说明的是，在空旷的场所或者楼顶拍摄闪电，存在风险，不建议轻易尝试。
高压电线架
突如其来的暴雨，让3月底的香港饱受雷雨之灾。一个香港的朋友和我抱怨，屋子里成了游泳池，收拾起来苦不堪言。尽管报道香港暴雨与积水的图片非常之多，但他家的“游泳池”形成得实在蹊跷——那个朋友住在18楼，地表积水无论如何也倒灌不进房间。
不用问也知道，这位仁兄看到下雨，便将窗户完全打开，架好相机拍摄闪电，足足拍了半个晚上。为了保护相机，他特意给照相机做了防雨罩，屋子里面任凭雨浇。
其实我完全可以理解这位朋友的痴狂，在人类头顶的大气层中，有4样东西变化多端，勾起人们无限的探索欲望，它们分别是：云、闪电、流星和极光。作为其中最为剧烈刺激的闪电，更能吸引人们去追逐，去拍摄。
不常见的闪电类型
闪电同样可以按照形态分成不同的类别：最常见的是线状闪电、树枝状闪电和片状闪电，相对少见的包括带状闪电、链状闪电、珠状闪电、火箭闪电、球状闪电等。
移动的云与地面反复放电
带状闪电是非常罕见的闪电，它由云地间连续的来回放电构成，由于放电位置受到风的影响而发生位移，各次放电的线路并不重合，而形成一条带状。
北京回龙观上空的暴力美学
北京夏季雷暴时，摄影师在西北部回龙观方向记录到的火箭闪电。粗大而明亮的电光从天而降，缓慢而竖直地落下，如火箭升空过程的视频倒放，为我们展示着“暴力美学”。摄影／侯柯
天穹中无形的光芒在闪烁
片状闪电没有明显可见的形态，它看起来好像是在云面上方天穹的闪光。这种闪电可能是云内闪电被云层遮挡而造成的漫射光，或者是云层后面火花放电的回光。摄影／Pekka Parviainen
世界上有不少喜欢追逐风暴的人，有些人追逐的目的，便是去拍摄闪电。不过我们所能见到的故事，总是美国中西部一些摄影师开着车，在地广人稀的平原上追拍闪电，而世界上大部分精美的闪电作品也正是出自他们之手。
莫非在中国，没有追逐闪电的人吗？
追逐闪电的中国摄影师
“兄弟，跟我去趟戈壁吧！咱们去拍闪电！”
去年在新疆克拉玛依地区出差时，我接到这个电话。当时时间是下午5点多，室外光线大好，北面的云如山峦起伏，非常壮观。这位摄影师我很熟悉，他以风光摄影见长，经常为了拍摄特殊光线下的景象而一路驱车狂奔。看来这次闪电拍摄，他也早已构想了心中的画面。
果不其然，和这位摄影师相遇后，一路向北进发，不到两个小时，便来到一片典型的雅丹地貌地带，此时不远处已经电闪雷鸣，西斜的阳光尚能斜斜地照在岩石上，这真是绝佳的光线。而这位摄影师朋友马上架起大画幅相机，开始等待闪电，并期待把它们与夕阳中的雅丹地貌组成精彩的画面。不想，闪电还没来，雷暴云却迅速移了过来，天空变得漆黑，大雨瞬间而至，我们只好匆匆收拾器材躲进车子，狼狈而逃。
中国南海海域
中国南海，原本风平浪静的海面上，雷雨云滚滚而来，一道利闪突然从天而降，击中了一艘货轮。在平坦开阔的水域，航行的船舶为雷雨云放电提供了理想的触发点，因而有着较高的雷击风险。这张图也告诉我们，避雷针等防雷装置是多么重要。摄影／李朝良
地处干旱区的新疆，雷雨非常难得，不过可惜的是，这次拍摄终以失败告终。那位摄影师说这是常事，在白天把闪电和地景完美地拍摄到一起，本来就非常困难，何况使用大画幅相机进行纯胶片的创作呢。
这位追逐闪电的朋友并不是我认识的唯一喜欢闪电的人，另一位生态摄影师徐健也是如此。在徐健众多作品中，一张表现中国特有物种“宝华木兰”的照片，可以称得上是国内不多的植物生态大片之一。这张照片中，徐健用了超广角镜头，将国家濒危的木兰植物花朵放在前景，而背景便是夜空中的一道闪电，整个画面气氛渲染得非常到位。而徐健也不止一次和我提起拍摄这张照片的故事，他特地选了一朵位置较低的木兰花，将光线布置好后一直在连续拍摄。由于闪电出现是绝对的随机事件，能在短时间曝光中迎合上闪电的机会便非常少。好在运气不错，终于有一次闪电被曝光在画面中，而更绝的是闪电游走的方向，正好刺中了那朵木兰花。
无论是新疆的风光摄影师，还是用闪电做背景的生态摄影师，在他们眼中，闪电是一种神奇的元素，它可以将普通的风光片变成大作，也可以将平淡的植物照片变得富有冲击力。
在色影无忌论坛，我看到几位追逐闪电的摄影师发布的精彩图片。虽然场面壮烈，但是由于时间和活动空间有限，大多数闪电的图片拍摄于楼顶等视野开阔处，一张张翻下来不免审美疲劳。闪电究竟该如何拍摄？我问过很多摄影师这个问题。除了技术方面的解答，我得到的最有营养的答案来自北京天文馆的馆长朱进。
“‘胸有激雷而面如平湖者，可拜上将军。’拍闪电同样如此，面对激烈的自然景象，你需要冷静如解物理题般计算拍摄参数。如果想和其他摄影师有所不同，你还需要看出闪电间的差别——闪电在国际上有着较为明确的分类体系，尽管追逐闪电的人很多，但是从科学的角度看，一些类型的闪电至今并没有精彩甚至于清晰的图片。”
很遗憾，朱进先生提到的这种闪电摄影师，即便在全世界，目前也是寥寥无几。
北京金山岭长城
长城背景下的雷电交加，让人不由想起清末龚自珍的诗句：九州生气恃风雷。可是这令人
神情激荡的场景，也暗含着难以预知的潜在危险——北京周边的长城与烽火台大多修建在山脊，在夏季的登山季节，雷击事件常有发生。云层与地面间的放电过程中，瞬间电流强度甚至能达到几万安培，尽管其持续时间通常只有几十微秒，但破坏力不可小觑。摄影／汪锡铭
闪电的类别如何划分？
在中国的古星图上，存在着一些稀奇古怪的星座。比如在秋季星空中，有“云雨”、“雷电”、“霹雳”三个星座。中国古人把云气天象也一并归入天文之中，闪电现象当然也不能例外，中国最早关于闪电产生灾害的记载产生于西汉，记录的是雷击造成大火，烧掉山林草木的事情，而第一次闪电伤人的记录则在南北朝时期，说的是当时一次打雷，屋子没事，但人被劈死一个。
河北省承德市滦平县
在地面想要看云层内以及云际间的闪电也并非难事。在暴风雨快要结束的时候，常可以看到闪电在云间不断地出现，由于电流强度相对较低，它们通常比较安静，很少带来震耳欲聋的雷声。在这张图片中，云层与地面放电、云层间放电、云层内放电以及云层与空气放电的现象几乎在同时上演。
摄影／章佳杰
中国古人早已注意到雷电，但“雷”和“霹雳”曾被看作两种现象。如今我们早已知晓，闪电（也就是霹雳）与雷是在云层放电时同时产生，之所以先看到闪电后听到雷声，是因为声音在空气中的传播远远比不上光的速度。
那么在现代科学中，朱进先生所提到的雷电类型又究竟是如何划分的呢？
谁与谁在放电
闪电形成的原因
按照闪电发生的位置，大概可将其分为云层与地面放电、云层间放电以及云层内放电几大类别。一年中，地球上总共发生的闪电大约有10.4亿次，其中约75%是云层间放电与云层内放电，25%为云层与地面放电。虽然比例较低，但云地之间的放电仍然对人类的生活有着巨大影响。
如果云层底部的负电荷与地面上相等强度的正电荷相互吸引，并将空气击穿，就形成云层与地面间的闪电。在空旷的环境下，云地间闪电往往击落在树木或者高大的建筑物上。由于放电的具体形式不尽相同，闪电的形态也就呈现出多样的类别。
绘图／张瑜
在雷雨天，天上的闪电形状千变万化，而气象学对其形态的阐述，无非这么几点：树枝状闪电、线状闪电，其中线状闪电是指有一个主通道，没有什么分支的形态；而树枝状闪电是指枝桠交错的闪电。除此之外，似乎对于闪电的形态，人们很少追究，倒是对于闪电形成的方式讨论颇多。
如果随便翻开一本介绍闪电或者大气现象的书，便会发现闪电的形成有好多种方式，比如云—地闪电，指的是从云层通向地面的闪电；地—云闪电指的是从建筑物尖端通向云层的闪电，类似的还有云际闪电、云体内部闪电等。其中产生于云体和大地间的闪电，又由带电正负的不同、方向的不同和是否有回击，分成了8个小类型。之所以气象学家和物理学家对闪电的形成方式进行如此详细的分类，是因为相关的研究有助于人类更多了解自然界中电荷的产生与运动方式——这绝不仅仅是现象的收集。
或诞生于土壤
闪电中，最为神秘的种类当属有着“胖子闪电”称号的球状闪电。关于球状闪电有很多具有传奇色彩的记载：“爱钻缝隙，钻过缝隙后，依然是球状；上世纪80年代疑似钻入苏联一架客机的机舱；球状闪电消失时会有巨响，并伴随臭氧和一氧化氮的味道……”关于球状闪电的照片，可信度较高的可谓少之又少，然而西北师范大学物理与电子工程学院袁萍教授（本页右上图，左一）带领博士生岑建勇、薛思敏在青海省大通回族土族自治县的雷暴监测中，幸运地用光谱仪记录到一次球状闪电从产生到消失的全过程。袁萍女士说：“那是一次非常强的闪电放电，声音像爆炸一样。闪电打到地上，引发出一个球。它存在了1.64秒，发光直径大约5米，消失时没有发出声音。”
供图／袁萍
不常见的闪电
如连珠、如丝带、如火箭
一些关注闪电，并且懂得其物理学内涵的人，确实被幸运之神眷顾了。在闪电收集的历史上，这样的故事不少。
1938年6月的一天夜晚，暴雨倾盆，静静顿河岸边的罗斯托夫市中，一位苏联气象学家注视着窗外一条条从天而降的闪电。忽然在东方，一道炫目的光迹骤然映亮了天空，在这短暂的光明之后，夜空重归黑暗，但就在此时，在这道霹雳的轨迹之上，仿佛缀满了颗颗珍珠，连成一道断断续续的线，随后便销声匿迹。
这位气象学家忽然意识到，这可能是一种非常稀有的闪电现象，他看了看时间，差不多是当地晚上10点，于是认真做起了记录——这便是罗斯托夫1938年的连珠闪电事件，这个故事之所以广为流传，是因为连珠状闪电实在太稀有，这位气象学家记录当地闪电17年，才有了一次这样的发现。
比连珠状闪电稍微多见的，还有一种闪电。有一次我的一位朋友整理他拍摄中央电视塔上的闪电过程照片，便发现有一道闪电形状诡异，它不像别的闪电那样成丝状，而是一个宽阔的带状，其中还有很多并行的纹理，有点像一条半透明的丝带，这便是“带状闪电”。对于带状闪电的解释也较为容易，那是因为闪电在从云层窜到地面，然后迅速回击到云端，之后再反复回来，而在这个过程中，这个通道因为风或者其他原因发生了移动，因此拍摄出来不是线状而是带状。
我的另一位生态摄影师朋友还有这样的经历，一次他去司马台长城拍摄，未曾想忽遇暴雨，电闪雷鸣，慌忙中赶紧下撤，而就在此时，天空出现一道非常明亮的闪电直击地面，它不像普通闪电那样在几十微秒间迅速完成，而是缓慢、笔直地往地面压下来，历时将近1秒。山上游客不少，有些人皮肤被这道闪电烙下黑色印记，所幸性命无忧。这种奇怪的闪电，因为其形态特征以及缓慢的移动速度，被命名为“火箭闪电”——只不过这道火箭，不是缓慢升空，而是从天而降。
而说起形态最为奇异的闪电，不能不提到一个让很多人都非常感兴趣的话题，球状闪电。
雷雨云顶部与底部的正负电荷同样可以相互吸引，并产生闪电。有时云内的电荷还会与空气发生感应，形成云层与空气的放电。
绘图／张瑜
西北师范大学的研究人员捕捉到了球状闪电
如今若是在网络上搜索“球状闪电”，有两个消息非常火爆。其中一个是科幻小说家刘慈欣的作品，在这部科幻小说中，球状闪电被描绘成一种宏观的量子态，从而拥有了很多奇异的特性。另一个新闻则是兰州西北师范大学的研究人员最近拍到了球状闪电，并记录下其光谱——在此之前，国际上并无非常清晰的球状闪电照片，更不要说与之相关的科学分析。
球状闪电之所以深入人心，多半来源于一些历史上离奇的故事，以及和UFO相关的传说。球状闪电飘浮的记录屡见不鲜，一些人看到空中飘浮的不明飞行物，如果没有别的线索，常会联想至球状闪电在搞鬼，然而这一切都没有定论。对于球状闪电的影像记录，更是争论不断，而有些科学家为了找寻球状闪电，耗费了毕生精力。
2012年6月14日黄昏，北京西边的天空中出现如蘑菇云般的巨型“鬃积雨云”。
鬃积雨云间，云层间放电以及云层与空气放电不时出现，场面很壮观。摄影／李欣
2013年日本樱岛火山喷发
在没有云层的陆地表面，
闪电仍然会以令人惊叹的方式在自然界出现。2013年日本樱岛
火山爆发时，人们在火山口
记录到大量的闪电现象。
火山闪电，在美国阿拉斯加、
日本、印度尼西亚的火山活动
过程中都曾经出现，不过在中国，
尚未有相关的记录。
摄影／Martin Rietze／c
在瑞士的圣萨尔瓦托山上有一座陈旧的观象台。上世纪中期，当地的气象学家伯格曾在这里工作了三十年，他工作其中的一个目的，便是希望拍摄到一张球状闪电的照片。但是事与愿违，伯格整理了数千张照片，只从其中发现了一些单个亮点图像。然而伯格并没有将其解释为球状闪电，反而用其他理论解释了这些现象，他怀疑，或许球状闪电并不存在。
照片无疑是球状闪电存在的确凿证据。在上世纪，疑似球状闪电的照片还是可以找到一些，比如在1933年，物理学家杰森拍摄了“球状闪电”的照片。伯格对于这些照片态度非常严谨，他几经核实，发现杰森的照片，其实是在风暴中被引燃的烟火筒。
伯格对于球状闪电照片的批驳有很多次，比如1951年，有人发表了一张奇怪的球状闪电，这个闪电通体浑圆，而在一端如同头发一般，滋生出很多分支，看样子有些像如今人们手里拿的烟花。于是伯格和作者的争论又开始了，伯格列举了多种可能，否定这张照片是真正的球状闪电，而原作者固执己见，最后只好不了了之。
在历史上，相对较为公认的一张球状闪电图像，是一张摄于上世纪30年代的胖橄榄形球状闪电。而最为证据确凿的图片，则是中国科研人员在青海拍摄到的。由于球状闪电非常稀有，此次国内科学家的拍摄也并非刻意为之，兰州西北师范大学物理与电子工程学院袁萍教授的研究组本为拍摄普通闪电的工作，却不料记录到一颗直径为5米的球状闪电飘浮，虽然只存在了1.64秒，但还是记录到闪电的运动过程：上下飘浮水平移动，颜色也发生了改变。
巧合的是，当时光谱仪也在工作，这就可以了解这鬼魅一样的球状闪电究竟包含了什么样的化学元素。经过最终的测算，光谱仪显示闪电中的元素包括硅、铁和钙——和岩石圈中的主要成分完全一致，相关的光谱分析最终发表在国际学术刊物《物理评论快报》。
分析结果或许支持了很早以前的一种假说：球状闪电本来并不成球，而是闪电击中地面时，将沙土中的二氧化硅等物质蒸发，并使其形成一个球状的发光体。
受到圣·艾尔摩庇护的
达尔文考察船
并不是什么人都喜欢闪电的壮美。
前不久在网上流传了一组照片，几位驴友外出登山，忽然发现头发如仙人球般向上立了起来，因为从来没有见过这种现象，几个人纷纷拍照留念，当他们刚刚离开所在的位置，那里便发生了雷击。
在野外登山，雷击是致命的危险。京北的雾灵山顶峰是有名的落雷区，若是在地表沙石上细细寻找，便会发现不少黑色的印记，那便是雷击后的痕迹。若是去分析沙石的成分，便会发现其中富含铁元素，正是因为这些矿物的存在，让雷击概率大大增加。雷击究竟是怎么发生的？其实从那几个人头发变仙人球的经历上，我们就基本可以理解了：当云底带有大量负电荷后，会让大地发生感应，正电荷会累积到地表，如果有金属，那么更容易集中在金属上，如果有突起物，便容易集中在突起物上，累积到一定阶段，云地之前的电压足以击穿空气时，便出现了雷击。
野外雷击事件，大多数击中的是岩石、沙土以及树木，这些物体在瞬间高温下会出现特殊的变化，比如雷击的沙石会融化蒸发，甚至在空中形成球状，产生类似火山玻璃或者玻璃陨石的物质。如果雷击倒树木，便会将其瞬间炭化并出现密集整齐的纹路，据说，雷击木在东北的大兴安岭还常被用来制作成刀剑形状的护身符，庇护儿童平安；而南方的一些地方，则认为雷击木是难得的琴材。
大气层的高空放电
蓝色喷流，是在强电场下大气对流层顶部向高空喷射的电光，其发光时间大约是每次0.3秒（下图 绘图／Victor Habbick Visions）。在更高的高空，大约距离地面80至100公里的位置，还可以看到摇曳的神秘红光，以及短暂闪现的红色光环，它们被称作“红色精灵”与“淘气精灵”（上图 绘图／张瑜）。中国台湾地区的一些研究团组在十年前就开始对“蓝色喷流”和“红色精灵”等现象进行研究，并在追寻过程中大有斩获；在中国大陆，中国科学院大气物理研究所近两年间也获得了与高空喷流相关的影像。可是即便如此，各种高空中的精灵，距离人类还是太过遥远和神秘了，科学家只能猜测着去理解它们。
话接前文。在登山时，头发向上竖起，是很危险的预兆。其实是在登山时，还有可能遇到其他类别的诡异现象。苏联曾有一队登山爱好者出行活动，将要抵达山顶时，突然风云大变，电闪雷鸣，人们吓得够呛。不过正在这时，有人发现同伴的头发上着火了！然后别人的头发上也冒出了“火苗”，甚至手指尖、照相机上都出现了火苗。虽说是火苗，但似乎并没有怎么烫手，一段时间后，随着雷电的减弱，火苗也便消失了——这就是传说中的圣·艾尔摩之火现象。圣·艾尔摩是天主教传说中的圣者，人们相信他能够庇护出海船只的安全，当海员们在电闪雷鸣时发现桅杆之上闪烁着一团“火焰”，便认为这是圣·艾尔摩在保佑着他们的航行。
受到圣·艾尔摩之火庇护的还有达尔文。这位著名的生物学家在19世纪搭乘小猎犬号进行环球考察时，曾在途中写信给他的挚友、植物学家史帝芬·韩斯洛（J.S. Henslow），信中说当船停泊在阿根廷拉普拉塔河河口时，“每样东西都像是着了火，天空闪亮，水中有光点，甚至连桅杆顶端都有蓝色的火焰”。
神迹？火焰？还是闪电？
航海时代，欧洲的船员在雷雨中多次观察记录到，帆船的桅杆顶端等位置，闪烁着如火焰般的蓝白色光，这种神秘的现象被命名为圣·艾尔摩之火。著名的美国科学家与政治家富兰克林，在1749年通过观察提出，圣·艾尔摩之火的本质不是神迹也不是火焰，而是电。这是一种大气电离现象，如火焰般闪烁的，是伴随空气分子电离而产生的冷光，它们不会对船只和人有任何伤害。绘图／Shella Terry
真正揭秘圣·艾尔摩之火的人，是生活在18世纪的美国人富兰克林。他是第一位验证闪电存在的科学家，同时也是《独立宣言》的签署者之一。在富兰克林看来，这种“火焰”是一种放电现象。现代科学也证实了这一点：是在强电场下，空气分子化为等离子体，它在导电的过程中放出的光辉，因此形成这种相对冷的光，一点都不烫。
而这种放电的“火焰”，并不只有圣·艾尔摩之火一种。
失踪的航班
是否与高空闪电有关
在2014年3月马航370航班失去联系的前两天，有猜测说会不会是闪电毁坏了通讯系统，后来这样的可能性被很快排除。确实，大多数人在飞机上都不太希望看到闪电，毕竟雷暴云对于航行来说，是很大的威胁。由于云体内气流剧烈，还伴随着各种放电过程，所以飞机遇到雷暴，一般还是远远躲着为妙。
不过倘若飞机能从某朵雷暴云旁边经过，特别是起飞或降落时，可以看到云体内部的闪电过程，那就是“云内闪电”。甚至还有些闪电脱离云体之外，若是在地面上看到，因为它远离云体，仿佛凭空出现在蓝天中，人们称之为“晴空霹雳”。
如果能再飞得高一些，我们还有机会看到更加奇怪的闪电。在大气对流层的顶端，一种叫做“蓝色喷流”的大气放电，形似蓝色彗星，从云体向天空冲去。在更高空，还有更为神秘的放电现象，比如水母状的红色精灵、环形的淘气精灵。
然而，对于这些自然界中的放电现象，人们给出的却是一个个不确定的解释。如今我们若想获得雷电知识，只需上网搜寻便是，但即便科技发达的今天，这些对于雷电乃至放电现象的记录和理解，都远远达不到人类对身边其他事物的认知深度。
高空放电现象的形态与色泽，如极光般绚丽。遗憾的是，我们不仅对它们了解甚少，即便在摄影技术非常发达的今日，记录到这些闪电的图片仍然难以寻觅。我的一位朋友在飞机上经历了雷暴天气，当其他人庆幸飞机安全着陆时，这位朋友却在为没有邂逅到梦寐以求的高空闪电而懊恼。
他的遗憾，让我想起另一位闪电摄影师的故事。那位摄影师能准确地预知闪电即将发生的位置，而比别人更加从容地完成拍摄。他能够记录下自然界的稍纵即逝，可是却抓不住属于自己的爱情——因为痴迷于气象摄影，他的女朋友最终离他而去。
生命中的不可预知与稍纵即逝的自然现象，不知哪个更难把握。
广州市荔湾区大坦沙岛
在制作这篇报道的过程中，我们看到中国摄影师用各种拍摄手段获得的闪电照片，比如长时间曝光、多次曝光，甚至还有不少用手机现场捕捉到的精彩瞬间。除了技术与经验，捕捉闪电的影像还需要一点点的运气——无论是谁，你永远不知道下一道闪电出现在哪里。 摄影／韦国
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