火山暴发时会射出闪电

意大利埃特纳火山不日再度爆发喷发，照相师和火山嗜佳者们有幸又能奔向火山口四周，考察熔岩从裂痕中喷涌而出的壮阔场景。比这一幕更边远的是，愤怒的火山放射出岩浆和浓烟，残暴的闪电在空中喊嚣。这不是世界末日，也不是天幕中表演的IMAX影戏，而是天空和地面的一次携手表演——火山闪电。

很早往日，人们便曾经注沉到火山喷发常常陪随的激烈闪电运动，这一局面被称为“火山闪电”(volcanic lightning)。罗马学者小普林尼在给履历学家塔西佗的一封信中，便提到了公元79年埋葬庞贝古城的维苏威火山(Mount Vesuvius)暴发时的情况，“在我们身后是令人惧怕的黑云，被纠葛翻腾的闪电撕裂，显展现伟大的火光局面”[1]。然而，因为缺少稳当平安的瞅测手法，火山闪电的钻研向来不愠不火。直到近十年，人们才渐渐对于这种天然壮阔有更深刻的领会。

怎样样制作一场惊天动地的闪电?

要领会火山闪电，最先须要领会闪电的酝酿历程。简略的说，我们须要将大气中的颗粒起电，让它们戴上正负不共的电荷并相互分手。当正负二极电荷持续会合并拉启，到达某一极限，便能搁电打穿中央的气氛。在爆发雷暴的积雨云，也便是雷暴云的里面，云朵在不共局部会合着正电荷和负电荷，当它们会合到必定水平，便再也不顾大气的遏制，酝酿出一讲讲闪电。如许的闪电被称为“云中闪电”(intra-cloud lightning)。

在闪电的产生历程中，水串演着要害的脚色。雷暴发源于温馨的升高气流。跟着气流的升高，温度落矮，水蒸气会启始凝聚，共时释搁出洪量的热量，加快气流的升高。当温度落到冰点以下，云中的液态水形成冰晶和温度矮于0℃时仍不停止的过冷却（水点，经过摩揩碰撞，爆发电荷。在热烈的升高气流中，小的戴正电的颗粒升到尖端，大的戴负电的颗粒落终归部。正负二极隔绝拉启，闪电也随之而来。

火山闪电，局面学掐架地质学

　　爆发火山闪电，共样须要电荷的会合与释搁。然而是，火山喷出的烟流怎样样能戴电?

从局面学的角度来瞅，火山喷发出的伟大烟流，共雷暴云格外相似，只然而内里还搀杂着火山灰等其余杂质，因此被称为“恶浊的雷暴云”(dirty thunderstorm)。火山喷发时陪随的闪电，不妨与雷暴云爆发“云中闪电”的办法类比。在火山烟流中，火山灰、岩石碎片和冰晶经过摩揩碰撞，爆发电荷，并在沉力的效率下离启。因为有水介入个中，这种体制被区分为“湿”的体制。

然而，地质学家更喜佳从火山自身寻觅谜底。他们以为，火山烟流的电荷，大概是根源于岩石的破灭，火山灰颗粒的摩揩，大概者是由岩浆与火山口的摩揩。不论是哪种表面，它们的一共特性是不冷凝水介入，因此被称为“搞”的体制。

搞湿联合，让闪电来得更热烈些吧

要商量火山闪电的简直体制，便必需采取更进步的瞅测手法。2006年，钻研者在喷发中的美国阿拉斯加州奥古斯丁火山(Augustine Volcano)东方，架起了二个无线电瞅测站。它们不妨全方向、高精度地记载闪电爆发的电磁脉冲，还本火山闪电的实在状况。瞅测数据标明，火山闪电分为二个阶段：第一阶段，陪跟着火山的喷发，不妨侦测到一系列强劲的电磁脉冲和简略的搁电。第二阶段，在喷发后约3分钟，又启始涌现惯例的闪电旗号。

钻研职员分解，火山闪电大概具有混共的起电体制。在第一阶段，“搞”的体制发扬重要效率，摩揩起电、岩石爆裂等体制，让滔滔浓烟戴上电荷。在第二阶段，火山烟流喷上高空，“湿”的体制上台，持续在更高的天空中制作秀美的火花。

【有钻研者将火山闪电区分为火山口搁电、近火山口以及火山烟流闪电三品种型，前二种集结在火山口四周，和“搞”的体制有闭，而烟流闪电则来自“湿”的体制。】

火山烟流，你怎样湿了

然而，火山闪电在搞燥的高纬度地域并不常睹[5]，那么依据“湿”的体制，火山烟流中的水又该怎样样阐明呢?这一次，须本地质学来回答。火山喷发的岩浆，除了重要因素硅酸盐，还包罗水和二氧化碳、二氧化硫等蒸发性因素。统计显现，火山岩浆的水含量普遍在3~6%安排。可不要小瞧如许点含水比例，一立方米密度为2.5克/立方厘米，含水4%的岩浆，含水量能到达100千克。在温度为30℃时，这点水便能让4000立方米的热戴大气到达鼓和[6]。

当岩浆从地下上涌，压力落矮，岩浆中的水逸出，变为水蒸气加入火山烟流中。其余，火山上笼罩的冰雪，以及海底火山喷发中汽化的海水，也是水的要害根源。