球狀閃電（英文名：Ball lightning）別名滾地雷，是一種真實的物理現(xiàn)象，為圓球形的閃電球，球狀閃電通常發(fā)生在雷暴之時，但極少也會發(fā)生在之前或之后，它一般發(fā)生在線狀閃電之后，球狀閃電直徑從15～40厘米不等，但也有人稱曾見過直徑1～2厘米和5～10米大小的球狀閃電，球狀閃電的閃光常為紅色或黃色，也有橙色、紫色、藍(lán)色、亮白色、幽綠色的光環(huán)，呈多種多樣的色彩。其亮度大致相當(dāng)于家用燈的亮度，因此在日光下可以清楚地看到它們。球狀閃電一般會持續(xù)幾秒鐘，有些可長達(dá)1分鐘及以上。除此外，球狀閃電可以在空氣中獨立而緩慢地移動，一般速度約為每秒5米，大部分為直線運動，或是在一個位置旋轉(zhuǎn)或按明顯的復(fù)雜路徑來運動，在運動過程中，其光度、形狀及大小都保持不變。
科學(xué)家推測球狀閃電是一種氣體漩渦，產(chǎn)生于閃電通路的急轉(zhuǎn)彎處，是一團(tuán)帶有高電荷的氣體混合物，主要由氧、氮、氫以及少量的null組成最早記錄的球狀閃電目擊事件發(fā)生在1638年，當(dāng)時一個“大火球”從英國教堂的窗戶射出。這和其他早期的說法表明，球狀閃電可能是致命的，相關(guān)案例之一涉及18世紀(jì)的電力研究員喬治·里奇曼（Georg Richmann），他不幸被球狀閃電殺死。來自中國null蘭州的研究人員在使用攝像機和光譜儀研究2012年的雷暴時無意中記錄了一次球狀閃電事件。球在雷擊后出現(xiàn)，水平行進(jìn)約10米（33英尺）。光譜儀在球中檢測到硅、鐵和鈣，所有這些都存在于當(dāng)?shù)赝寥乐小?006年，nullnull的研究人員使用微波束創(chuàng)造了實驗室版本的球狀閃電。2018年，量子物理學(xué)家展示了一種合成的打結(jié)磁場，可以鏡像并可能有助于解釋球狀閃電。
球狀閃電經(jīng)常被錯誤地識別為圣埃爾莫的火，但實際上這是兩種不同的現(xiàn)象，圣艾爾摩之火其實是一種冷光（或稱為電激發(fā)光）冠狀放電現(xiàn)象。幾個世紀(jì)以來，科學(xué)家們提出了許多假設(shè)來解釋有關(guān)球狀閃電的報告，但有關(guān)球狀閃電的科學(xué)數(shù)據(jù)仍然很少。推測球狀閃電存在的依據(jù)是公眾目擊報告，但這些報告得出的結(jié)論并不一致，并且由于缺乏數(shù)據(jù)，使得球狀閃電作為一種獨特的物理現(xiàn)象存在。
形成
1955年，物理學(xué)家便提出球狀閃電是雷暴中產(chǎn)生的電磁干擾效應(yīng)引起的。球狀閃電通常發(fā)生在枝狀閃電之后，科學(xué)家推測兩者可能存在關(guān)聯(lián)。按照閃電形狀分類可分為：線狀閃電、枝狀閃電和球狀閃電三種，球狀閃電是一種十分罕見的閃電形狀,多半在強雷雨的惡劣天氣里才會出現(xiàn)并且很難被觀測到。關(guān)于球狀閃電的形成原因，當(dāng)前較為被各方所接受的解釋有二，一種理論認(rèn)為當(dāng)土壤受到閃電襲擊，會向大氣中釋放含有硅的納米微粒，在這些納米微粒中以化學(xué)能的形式儲藏著來自的能量，當(dāng)達(dá)到一定高溫時，這些微粒就會氧化并釋放能量。另一個理論認(rèn)為，球狀閃電是被閃電電離的氣體與水蒸氣結(jié)合成高溫的等離子球體，外邊包裹著冷的等離子外殼。然而這兩種理論無法解釋所有的球狀閃電現(xiàn)象。1998年，一位西班牙物理學(xué)家提出了另一種成因解釋：所謂的神秘球狀閃電其成因并不神秘，這一現(xiàn)象很可能是閃電產(chǎn)生過程中，磁場約束發(fā)光等離子體所形成。他建立了閃電磁場模型，認(rèn)為關(guān)鍵是閃電過程中形成的水平磁場和垂直磁場磁力線圈相互交織而成的磁力線網(wǎng)。
觀測歷史
早期的觀測與發(fā)現(xiàn)
11世紀(jì)，中國著名科學(xué)家在《》中也記述了一次球形閃電的實況。球形閃電自天空進(jìn)入“堂之西室”后，又從窗間檐下而出，雷鳴電閃過后，房屋安然無恙，只是墻壁窗紙被熏黑了。令人驚奇的是，屋內(nèi)木質(zhì)的易燃漆器都沒有被燒毀，鑲嵌在漆器上的銀飾卻反而被熔化，成為當(dāng)時的一件奇聞。
12世紀(jì)的本篤會僧侶格爾瓦斯（Gervase），他來自的基督教大教堂修道院，，記錄道："一則奇跡的跡象于1195年6月7日降臨在倫敦附近"。 他繼續(xù)描述了一朵濃密而黑暗的云彩，散發(fā)出一種白色物質(zhì)，這種物質(zhì)在云彩下形成了一個球形，從中掉落下一顆熾熱的火球，直朝著河流墜落。 的退休物理學(xué)教授布萊恩·坦納（Brian Tanner）和教授吉爾斯·加斯珀（Giles Gasper）通過比較格爾瓦斯的中世紀(jì)編年史與有關(guān)球閃電的歷史和現(xiàn)代報告，判定一事件可能與球閃電事件相聯(lián)系。
1638年10月21日，一份報道記載了英格蘭德文郡Widecombe-in-the-Moor的一座教堂的一場大雷暴中發(fā)生的事件，這是最早記錄的球狀閃電目擊事件。在這次嚴(yán)重的風(fēng)暴中，有四人喪生，約有60人受傷，目擊者描述一顆高8英尺（2.4米）的火球撞擊并進(jìn)入教堂，教堂墻壁上的大石塊被拋到地面上，穿過了大木橫梁。據(jù)稱，火球擊碎了長椅和許多窗戶，使教堂充滿了惡臭的硫磺氣味和濃烈的黑煙。 據(jù)說火球分成兩段，一段通過打碎窗戶而離開，另一段則消失在教堂內(nèi)的某處。
1749年11月4日，Montague艦上的海軍上將查姆伯斯正在中午前進(jìn)行觀察，他觀察到了一個距離他們大約3英里（5公里）遠(yuǎn)的大球狀藍(lán)色火焰。他們立即放下了上桅帆，但火球迅速靠近他們，在距離主索鏈只有大約40到50碼（35到45米）時，這顆火球爆炸了，爆炸聲音如同一百門火炮同時開火，留下濃烈的硫磺氣味。在這次爆炸中，主桅橫梁被粉碎成碎片，主桅從龍骨一直倒塌到底部。有五名船員被擊倒，其中一名嚴(yán)重受傷。就在爆炸前，火球似乎是一個巨大的磨盤大小。
1753年的一份報告中記錄了俄羅斯圣彼得堡的喬治·里奇曼（Georg Richmann）教授在參加科學(xué)院的會議中聽到了，于是和他的助手跑回家，為后人捕捉這一事件。在實驗進(jìn)行時，一個球狀的發(fā)光物擊中了里奇曼的頭頂，從他身體中穿過，他的衣服被撕碎，鞋子被炸飛，實驗裝置一片狼藉，里奇曼當(dāng)場殞命，他的助手也被炸暈，但保住了性命。聞訊趕來的人們發(fā)現(xiàn)，實驗室的門已經(jīng)掉了下來，如同一個炮彈襲擊后的場景。里奇曼遺體的腳底有一個明顯的焦痕，罪魁禍?zhǔn)妆徽J(rèn)定為球形閃電，里奇曼也成為第一個為研究電學(xué)而犧牲的科學(xué)家。
1963年，已故的天文學(xué)家Roger Jennison曾在夜間乘坐航班穿過風(fēng)暴。一道閃電擊中飛機后，他目睹了一個籃球大小的球形閃電。Jennison描述道：“球狀閃電在駕駛艙出現(xiàn)，隨后沿著機艙走道筆直地移動，始終保持著同樣的高度。”另一次球狀閃電事件是英國的一位女士在家中遇到的。當(dāng)時她正坐在椅子上，忽然一個與西柚大小相當(dāng)、邊緣蓬松的橙色火球毫無征兆地穿過窗戶進(jìn)到室內(nèi)。關(guān)閉的玻璃窗和百葉窗絲毫沒有阻礙火球的移動。火球在肩膀高度上水平移動了大約10秒鐘，緊接著爆發(fā)出一聲驚雷，巨大的聲響嚇得女士直接從座椅上跳了起來。
1969年，電子實驗室的R.C. Jennison在一篇發(fā)表在《自然》雜志上的文章中描述了他對球狀閃電的觀察：“ 我坐在一架全金屬（東方航空EA 539航班）的客艙前部，正在從飛往華盛頓哥倫比亞特區(qū)的深夜航班上。飛機在飛行過程中遇到了一場電暴，在其中它突然被一道明亮而響亮的電放電所包圍，在這之后幾秒鐘，一個直徑略大于20厘米（8英寸）的發(fā)光球體出現(xiàn)在駕駛艙，并沿著飛機過道滑行，離我約50厘米（20英寸），在觀察到的整段距離上，它保持了相同的高度和航線。”
1994年8月6日，在瑞典，發(fā)生了一次球狀閃電穿過封閉窗戶的事件，留下了一個直徑約5厘米（2英寸）的圓形孔。窗戶上的這個孔在幾天后被發(fā)現(xiàn)，人們認(rèn)為這可能是在雷暴期間發(fā)生的，當(dāng)?shù)鼐用衲繐舻搅艘淮伍W電打擊，而烏普薩拉大學(xué)電力與閃電研究部門的閃電打擊跟蹤系統(tǒng)也記錄下了這次閃電打擊事件。
二十一世紀(jì)的觀測與發(fā)現(xiàn)
2005年，格恩西島發(fā)生了一起事件，一架飛機明顯被球狀閃電擊落，導(dǎo)致地面上出現(xiàn)多次火球目擊事件。
2011年7月10日，捷克利貝雷茨市的一個強烈雷暴期間，一顆帶有兩米長尾巴的球狀閃電穿過了當(dāng)?shù)鼐o急服務(wù)控制室的窗戶，這顆球狀閃電從窗戶彈到天花板，然后到地板，再彈回，然后沿著地面滾動了兩到三米。然后它掉到地板上并消失了，控制室內(nèi)的工作人員感到害怕，聞到電氣氣味和燒焦的電纜，以為有什么東西著火了。所有通訊設(shè)備在技術(shù)人員修復(fù)之前在當(dāng)晚都中斷了，除了對設(shè)備造成的損壞外，還有一個顯示器被摧毀。
2012年，教授課題組在青海大通回族土族自治縣進(jìn)行自然閃電的光譜觀測實驗中首次拍攝到自然界球狀閃電的全過程及其發(fā)射光譜。
2014年8月，一團(tuán)巨大的球狀閃電進(jìn)入水利水保局大樓3層的樓道內(nèi)，瞬間發(fā)生爆炸，前后時間不到1秒，造成5臺計算機損壞，無人員傷亡。
2014年12月15日，的洛根航空（Loganair）6780號航班在閃電擊中飛機機頭之前，機艙前部經(jīng)歷了球狀閃電事件，導(dǎo)致飛機高度下降了數(shù)千英尺，差點在距離北海僅1100英尺的地方進(jìn)行了緊急降落，最終降落在。
2018年3月，美國阿默斯特學(xué)院、芬蘭等機構(gòu)研究人員在新一期美國《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表論文說，他們創(chuàng)造出的量子力學(xué)新結(jié)構(gòu)與上述理論中的電磁場結(jié)構(gòu)非常相似。該成果可能有助于在核聚變反應(yīng)堆中使等離子體球維持穩(wěn)定，促進(jìn)受控核聚變研究。新結(jié)構(gòu)是一種斯格明子，后者是一類相對穩(wěn)定、性質(zhì)類似粒子的物理結(jié)構(gòu)，幾十年前就有理論預(yù)言其存在，但近年來才在實驗中觀察到。此前發(fā)現(xiàn)的磁性斯格明子都是二維的，這項研究是首次創(chuàng)造出三維的斯格明子。實驗中，研究人員把原子冷卻到極低溫度，轉(zhuǎn)變成薩特延德拉·玻色凝聚態(tài)，該狀態(tài)下的原子失去了個性，所有原子擁有相同的量子態(tài)，行動整齊劃一。用經(jīng)過特殊設(shè)計的電磁場影響這些原子，可使它們的一種量子屬性——自旋發(fā)生變化，組成三維斯格明子。自旋使原子的行為類似于微小，因此斯格明子能夠模擬出球狀閃電模型里的電磁場結(jié)。
2022年6月24日，奧地利州Liebenberg地區(qū)的一位退休女士在一次大規(guī)模的雷暴前沿中，看到了東北方的刺眼的云對地閃電，不到1分鐘后她看到了一個黃色的"燃燒物體"，沿著當(dāng)?shù)氐牡缆飞峡占s15米的波浪狀軌跡移動。這發(fā)生在當(dāng)?shù)匾淮卫妆┰频奈膊浚?a href="/hebeideji/8530977079954154739.html">歐洲嚴(yán)重風(fēng)暴實驗室將這記錄為球狀閃電事件。
相關(guān)原理
閃電形成相關(guān)原理
發(fā)生區(qū)的空氣，因高溫在短時間內(nèi)被加熱為了等離子態(tài)，而分子動理論表明，在這種情況下，氣態(tài)分子瞬間增大從而導(dǎo)致閃電區(qū)域的沖擊性聲波的產(chǎn)生。聲波的源頭并不是單個點源，而是分布在沿閃電的傳播路徑上，因此從聽到的人的角度來看，聲音的效果便變成了隆隆聲。那說得稍微通俗一點呢，就是閃電在擊穿通道上可由于電熱效應(yīng)將通道加熱至18000℃左右，在通道上因突然而強烈的受熱和隨之而起的急速冷卻，使空氣膨脹和壓縮，震動發(fā)出聲響，這就是解釋了為什么有閃電就會有雷聲。而閃電時產(chǎn)生的亮光其實就是雷光，是閃電的強大電流使得通道內(nèi)組成氣體分子的離子或原子被激發(fā)到高能級，在能級躍遷的時候會產(chǎn)生光輻射。
水汽分子之間碰撞產(chǎn)生的電荷為的形成提供了必要條件，這種現(xiàn)象主要發(fā)生在云的中層。粒與雪晶（冰晶）相互摩擦碰撞之后，霰粒帶負(fù)電荷，而雪晶（冰晶）帶正電荷。由于霰粒質(zhì)量較大，沒有隨上升氣流運動，形成云層中間的負(fù)電層。而質(zhì)量較輕的雪晶（冰晶）被上升氣流帶到了云的上部并使得上層云層帶正電荷，由此在氣溫低于零下15的云層上部形成正電層。當(dāng)在氣溫高于零下15攝氏度的下層（仍可以使水汽分子保持固態(tài)），由于溫度較高和降水現(xiàn)象，有一個較小的正電荷中心。由此產(chǎn)生了正負(fù)電荷中心的云內(nèi)分層結(jié)構(gòu)。而大地可以看作帶正電荷。當(dāng)云層中電荷中心間的電勢到達(dá)一定強度便會產(chǎn)生現(xiàn)象。大多數(shù)（約2/3）雷電在上層的正電荷區(qū)和中層的負(fù)電荷區(qū)之間產(chǎn)生，這叫做云間閃電。大約1/3的閃電會到達(dá)地面，這叫做云地間放電。
微波等離子體氣團(tuán)相關(guān)
存在一些試圖解釋球狀閃電本質(zhì)的理論，包括認(rèn)為它是一團(tuán)熾熱的硅粒子，或是一種天然核反應(yīng)，或者是閃電誘發(fā)的癲癇幻覺，還有可能是小型黑洞，或是由和其他天然聚合物形成的復(fù)合物質(zhì)，以及充斥著微波的等離子體氣團(tuán)等。
以微波等離子體氣團(tuán)為例，空中的雷雨云相當(dāng)于一個大氣微波激射器，它發(fā)出的微波輻射可以在大氣中形成微波等離子體氣團(tuán)。然而，閃電會制造出一束速度接近光速的高能量電子，這些運動電子再進(jìn)一步產(chǎn)生微波。具體來說，電子被大氣中的電場加速，云層底部與地面之間形成一個電子通道，眾多電子沿著這個通道一簇一簇地由云層移動到地面，便是我們所熟知的閃電。武慧春說：“閃電擊中地面的瞬間，會制造出相對論性的電子束，這些電子會進(jìn)一步產(chǎn)生微波輻射。”
不管大氣中的微波是來自于云層，還是來自于高能量電子，它都會使臨近的空氣電離，形成等離子體。微波對等離子體產(chǎn)生壓力，將等離子體壓縮成一個氣團(tuán)，如此便形成了人們所見到的球狀閃電。同時，囚禁在氣團(tuán)中的微波持續(xù)與空氣發(fā)生作用，產(chǎn)生等離子體，從而能夠使球狀閃電維持短暫的幾秒鐘，直到氣團(tuán)內(nèi)的微波能量耗盡。有時，等離子體氣團(tuán)會發(fā)生破裂，微波泄漏出來，致使氣團(tuán)發(fā)生爆炸而消失。
特性
形狀與特征
球狀閃電經(jīng)常與云對電放電幾乎同時出現(xiàn)，它們通常是球形或梨形的，邊緣模糊，平均直徑為25厘米，大多數(shù)的直徑范圍在10至100厘米之間，最小的和最大的直徑相差懸殊，小至0.5厘米，大的竟達(dá)數(shù)米。球狀閃電被目擊者描述為透明、半透明、多色、均勻照明、輻射火焰、細(xì)絲或火花，形狀在球體、橢圓形、淚滴、棒狀或圓盤之間變化。球狀閃電并非一個真正意義上的球體，通常為一個大體的球形或者帶有尖狀的凸起。
化學(xué)組成
科學(xué)家推測，球狀閃電是一種氣體漩渦，是一團(tuán)帶有高電荷的氣體混合物，主要由氧、氮、氫以及少量的組成。
顏色
球狀閃電的亮度大致相當(dāng)于家用燈的亮度，因此在日光下可以清楚地看到它們，已經(jīng)觀察到各種各樣的顏色，紅色，橙色和黃色是最常見的，期間亮度保持相當(dāng)恒定，有時還會看到球狀閃電呈現(xiàn)出環(huán)狀或由中心向外延伸的藍(lán)色光量，發(fā)出火花或射線。
溫度
球狀閃電的高溫能把周圍樹木烤焦，也出現(xiàn)過人類因球狀閃電受傷死亡的案例。
運動相關(guān)
球狀閃電傾向于以每秒幾米的速度移動，最常見的是在水平方向移動，但也可能垂直移動，保持靜止或不穩(wěn)定地徘徊。一般速度約為每秒5米，即每小時18公里。
存在時間
球狀閃電一般會持續(xù)幾秒鐘，有些可長達(dá)1分鐘及以上。
金屬親和性
有些球狀閃電表現(xiàn)出對金屬物體的親和力，并可能沿著導(dǎo)體（如電線或金屬圍欄）移動。
球狀閃電的觀測
實驗室中的球狀閃電
長期以來，科學(xué)家們一直試圖在實驗室實驗中產(chǎn)生球狀閃電。雖然一些實驗產(chǎn)生的效果在視覺上與自然球狀閃電的報告相似，但尚未確定是否存在任何關(guān)系。據(jù)報道，（Nikola Tesla）人工生產(chǎn)了一個1.5英寸（3.8厘米）的球狀閃電，并演示了球狀閃電的一些特性。
（Tesla）在對更高的電壓和功率以及遠(yuǎn)程電力傳輸進(jìn)行實驗研究時，也意外人工制造了球狀閃電。特斯拉在紐約的實驗室里無意間制成過球狀閃電，它可以輕而易舉地穿墻而過，然后炸毀墻壁另一側(cè)的機器。但球狀閃電并不常見，到了的實驗室里，特斯拉開始頻繁觀測到球狀閃電。球狀閃電經(jīng)常出現(xiàn)在高壓設(shè)備上，特斯拉可以在研究無線輸電的間隙去觀測球狀閃電，但他不得不時時刻刻對球狀閃電保持警惕。
Ohtsuki和Ofuruton在波導(dǎo)微粒實驗相關(guān)里描述了球狀閃電，他們通過使用2.45GHz，5kW（最大功率）微波振蕩器在充滿空氣的圓柱形腔內(nèi)由于微波干擾產(chǎn)生的“等離子體火球”。
研究所內(nèi)一些科學(xué)家通過在水箱中放電高壓電容器產(chǎn)生了球狀閃電。
2007年的實驗涉及用電沖擊硅晶片，使硅蒸發(fā)并誘導(dǎo)蒸汽中的氧化。視覺效果可以描述為在表面上滾動的小發(fā)光、閃閃發(fā)光的球體。據(jù)報道，伯南布哥聯(lián)邦大學(xué)的兩位巴西科學(xué)家Antonio Pav?o和Gerson Paiva一直使用這種方法制造出球狀閃電，這些實驗源于球狀閃電實際上是氧化硅蒸氣的理論（見下面的汽化硅假說）。2013年8月，科羅拉多美國空軍軍官學(xué)校的團(tuán)隊從一種專門的溶液中制造出了類似的球形閃電。
自然界中的球狀閃電
的研究人員教授及博士生岑建勇和薛思敏首次拍攝到自然界球狀閃電的全過程及其發(fā)射光譜，研究成果發(fā)表在《Physical Review Letters》（PRL 112, 035001, 2014）上。論文被該雜志選為Highlight 和 Editor’s suggestion文章，被美國物理學(xué)會網(wǎng)站以焦點（Physical Review Focus）的形式突出介紹，并被Physics World, New Scientist，央視新聞聯(lián)播，人民日報，科技日報，等國內(nèi)外知名網(wǎng)站和媒體報道。他們總共制作了3000.0秒的球狀閃電及其光譜的數(shù)字視頻，從普通閃電撞擊地面后形成的球狀閃電，一直到光學(xué)衰減的現(xiàn)象。額外的視頻由高速（78幀/秒）攝像機錄制，由于其記錄容量有限，該攝像機僅捕獲了事件的最后8.6秒。兩臺相機都配備了無狹縫光譜儀。研究人員檢測到中性原子硅、鈣、鐵、氮和氧的發(fā)射線，與母閃電光譜中主要電離的氮發(fā)射線形成鮮明對比。球狀閃電以相當(dāng)于 28.5 米/秒（16 英尺/秒）的平均速度水平穿過視頻幀。
該研究成果的光譜資料是2012年夏季教授課題組在青海大通回族土族自治縣進(jìn)行自然閃電的光譜觀測實驗中獲得的。本次野外實驗記錄到的球狀閃電發(fā)生在一座小山上，是由云對地閃電擊中地面后形成的，距觀測點約900米，持續(xù)發(fā)光時間為1.64秒。通過光譜分析知道，其發(fā)射譜線主要來自于土壤和空氣。該研究成果首次證實了自然界中球狀閃電的產(chǎn)生形式以及主要成分，為理論和實驗上對自然界球狀閃電的進(jìn)一步探究提供了重要依據(jù)。
2014年8月5日，球狀閃電在水利水保局大樓3層的樓道內(nèi)瞬間發(fā)生爆炸，前后時間不到1秒，據(jù)當(dāng)事人描述：“一個巨大的火球，帶著夕陽紅的色彩，從沒有防護(hù)欄、打開著的塑鋼窗戶里闖進(jìn)來，速度特別快，瞬間發(fā)生爆炸，然后就消失了。”據(jù)估計該球狀閃電直徑約40cm，瞬間發(fā)生爆炸，響聲很大，造成5臺損壞。
相關(guān)研究及假設(shè)
氣化硅假說
這一假設(shè)表明，球狀閃電由通過氧化燃燒的汽化硅組成。閃電撞擊地球土壤可能會蒸發(fā)其中所含的二氧化硅，并以某種方式將與二氧化硅分離，將其變成純硅蒸氣。當(dāng)它冷卻時，硅可以凝結(jié)成漂浮的氣溶膠，被其電荷束縛，由于硅與氧氣重新結(jié)合的熱量而發(fā)光。2007年發(fā)表的一項關(guān)于這種效應(yīng)的實驗研究報告稱，通過用電弧蒸發(fā)純硅來產(chǎn)生“壽命為秒的發(fā)光球”。
這一假設(shè)在2014年獲得了重要的支持?jǐn)?shù)據(jù)，當(dāng)時首次記錄了自然球狀閃電的光譜。土壤中硅儲存的理論形式包括Si、SiO和的納米顆粒。馬修·弗朗西斯（ Francis）將其稱為“土塊假說”，其中球狀閃電的光譜表明它與土壤具有共同的化學(xué)性質(zhì)。
孤子假說
球狀閃電的研究在孤子假說創(chuàng)建的模型中得到了進(jìn)一步發(fā)展，有科學(xué)家認(rèn)為球狀閃電是基于等離子體中帶電粒子的球?qū)ΨQ非線性振蕩并類似于空間孤子。這些振蕩在經(jīng)典力學(xué)和量子力學(xué)中都有描述，在研究過程中科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn)最強烈的等離子體振蕩發(fā)生在球狀閃電的中心區(qū)域，有人認(rèn)為，具有相反方向自旋的徑向振蕩帶電粒子的束縛態(tài)（類似于庫珀對）可以出現(xiàn)在球狀閃電中。這種現(xiàn)象反過來會導(dǎo)致球狀閃電中出現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，除此外該模型還討論了復(fù)合核心的球狀閃電存在的可能性。
帶電實心模型
在這個模型中，假設(shè)球狀閃電有一個帶正電的固體核心。根據(jù)這個基本假設(shè)，核心被一個薄的電子層包圍，其電荷的大小幾乎與核心的電荷相等。在核心和電子層之間存在真空，其中包含強烈的電磁場，該場被電子層反射和引導(dǎo)。微波電磁場對電子施加重動力（輻射壓力），防止它們落入核心。
微波腔假說
卡皮查（Pyotr Kapitsa）提出，球狀閃電是由微波輻射驅(qū)動的輝光放電，它沿著電離空氣線從產(chǎn)生閃電的云引導(dǎo)到球上。球用作諧振微波腔，自動將其半徑調(diào)整為微波輻射的波長，以保持共振。
2017年，中國杭州的研究人員提出，當(dāng)微波被困在等離子體氣泡中時，會產(chǎn)生閃電球的明亮光芒。在閃電到達(dá)地面的尖端，當(dāng)與微波輻射接觸時，可以產(chǎn)生相對論性電子束。后者使局部空氣電離，輻射壓力排出產(chǎn)生的等離子體，形成一個球形等離子體氣泡，穩(wěn)定地捕獲輻射。
納米電池假說
奧列格·梅什切里亞科夫（Oleg Meshcheryakov）認(rèn)為，球狀閃電是由復(fù)合納米或亞微米粒子組成的，每個粒子構(gòu)成一個電池。表面放電使這些電池短路，從而產(chǎn)生形成球的電流。他的模型被描述為一個氣溶膠模型，解釋了球狀閃電的所有可觀測特性和過程。
浮力等離子體假說
解密的康迪根計劃報告得出的結(jié)論是，類似于球狀閃電的浮力帶電等離子體形成是由新奇的物理、電和磁現(xiàn)象形成的，這些帶電等離子體能夠在大氣中電荷的影響和平衡下以極快的速度傳輸。這些等離子體似乎是由于不止一組天氣和帶電條件引起的，其科學(xué)原理不完整或不完全了解。一種說法是，在大氣中分解并形成帶電等離子體，而不是像石隕石一樣完全燃燒或撞擊，除了其他未知的大氣事件外，還可以解釋這種現(xiàn)象的一些實例。
里德伯物質(zhì)概念
Manykin等人提出大氣中的里德堡物質(zhì)可以解釋球狀閃電現(xiàn)象，里德堡物質(zhì)是高激發(fā)原子的凝聚形式，在許多方面類似于半導(dǎo)體中的電子空穴液滴。然而，與電子空穴液滴相比，里德堡物質(zhì)的壽命更長，長達(dá)數(shù)小時。這種物質(zhì)的凝聚激發(fā)態(tài)得到了實驗的支持，主要是由Holmlid領(lǐng)導(dǎo)的一組實驗。它類似于具有極低（類氣）密度的液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)。大氣中的里德堡物質(zhì)塊可能是由大氣電現(xiàn)象（主要來自線性閃電）形成的高激發(fā)原子凝聚引起的。
危害和預(yù)防
球狀閃電很輕并有磁場，有時球閃會沿著導(dǎo)體或煙道飛行，在電磁場的作用下也可能逆風(fēng)飄移，它的磁場會給其臨近的金屬造成渦型感應(yīng)電流而使金屬融化，還能夠嚴(yán)重干擾和破壞電器設(shè)備，有時會造成導(dǎo)線融化、電路短路，導(dǎo)致嚴(yán)重的停電事故。
球狀閃電的運動路線，一般是從高空直接下降，接近地面時突然改向作水平移動；有的突然在地面出現(xiàn)，彎曲前進(jìn)；也有的沿著地表滾動并迅速旋轉(zhuǎn)，運動速度常為每秒1米～2米。它可以穿過門窗，常見的是穿過煙囪后進(jìn)入建筑物，它甚至可以在導(dǎo)線上滑動，有時還發(fā)出“嗡嗡”聲。多數(shù)火球無聲消失，有的在消失時有爆炸聲，可以造成破壞，甚至使建筑物倒塌，使人和家畜死亡。這種閃電遇人遇物后即發(fā)生驚人的爆炸，產(chǎn)生刺鼻的氣味，造成傷亡、火災(zāi)等事故。
預(yù)防球狀閃電的辦法是，在雷雨天氣，緊閉門窗，避免穿堂風(fēng)。如果遇到飄浮的“火球”，輕輕地避開它，千萬不要去碰。
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