提及閃電，想到的總是它那“石火光中閃電飛”的速度和“列缺霹靂，丘巒崩摧”的力量，它是天空的驕傲和尊嚴(yán)，那驚天動(dòng)地的吶喊總能把烏云劈得粉碎。九夏銷來閃電光，夏季的閃電，常是多而長的，人們一邊驚嘆閃電的力量，一邊不免提出疑問，尋求科學(xué)的解釋：閃電，究竟是什么顏色的？

閃電霞光的“物理性”

我們知道“顏色”是人眼對不同波長光的感覺。復(fù)色光經(jīng)過（如棱鏡、光柵）分光后，按波長（或頻率）的大小依次排列的圖案。例如，太陽光經(jīng)過三棱鏡或水滴的折射，會(huì)分成紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫7種按次序連續(xù)分布的彩色光譜。7種顏色光波的波長不同，紅色到紫色，相應(yīng)于波長由390～770納米的區(qū)域，是為人眼所能感覺的可見部分。紅光波長，紫光波短，紅端之外為波長更長的紅外光，紫端之外則為波長更短的紫外光，都不能為肉眼所覺察，但能用儀器記錄。可見光譜沒有精確的范圍，一般人的眼睛可以感知的電磁波的波長在400～760納米之間，紅色范圍約為625～740納米，橙色為約590～625納米，黃色約為565～570納米，綠色約為 500～565納米，藍(lán)、靛色約為440～485納米，紫色約為380～440納米。

閃電放電過程具有非常大的瞬間峰值能量，回?fù)綦娏鞣逯蹈哌_(dá)幾千安培，大電流可以將閃電放電通道瞬間加熱到數(shù)萬度的峰值溫度，大氣中的各種分子、原子被瞬間分解電離，使得閃電通道產(chǎn)生大量的光輻射，波長范圍覆蓋X射線、紫外、可見光、紅外等區(qū)域。由于閃電輻射光譜包含整個(gè)可見光波段。因此，我們看到閃電的顏色可以是紅色、藍(lán)色、紫色等各種顏色。

閃電的顏色主要與閃電的能量及主要成份有關(guān)。能量較高的閃電可以激發(fā)相對較多的短波段光譜，使得閃電呈現(xiàn)紫色、藍(lán)色。

一次能量較強(qiáng)的閃電。左圖為閃電通道及原始光譜，右圖為某一高度處光譜，光譜中氮離子波長為404.1納米、407.5納米等譜線最強(qiáng)

如果閃電能量較低，則激發(fā)較多的近紅外波段光譜，整個(gè)閃電呈現(xiàn)紅色。

一次能量較低的閃電，左圖為閃電通道及原始光譜，右圖為某一高度處光譜，氮原子波長為648.43納米、氫原子波長為656.3納米的譜線較強(qiáng)

閃電雖然看上去時(shí)間很短，但實(shí)際上閃電也有一個(gè)上升衰減過程，初始階段閃電能量高，顏色可能是紫色、藍(lán)色，進(jìn)入衰減階段則是紅色，而且紅色持續(xù)時(shí)間要長。例如氧原子波長為777.4 納米的譜線因?yàn)槌掷m(xù)時(shí)間長、亮度強(qiáng)，成為衛(wèi)星雷電光學(xué)探測的首選譜線。下圖給出隨時(shí)間的增加（時(shí)間分辨率20微秒），閃電的光譜在短波段衰減，長波段氮原子波長為648.429納米、氫原子波長為656.3納米等譜線增強(qiáng)，閃電的顏色由紫色變?yōu)榧t色。

一次遠(yuǎn)距離拍攝的閃電

閃電活動(dòng)具有較強(qiáng)的地域性，不同地區(qū)閃電的平均能量有差別，激發(fā)的閃電波段有差別，因此相同地區(qū)的閃電存在某一代表色。例如高原地區(qū)大部分閃電能量低于沿海地區(qū)，因此如果在相同條件下拍攝閃電（相同相機(jī)設(shè)置、相同距離等），高原地區(qū)拍攝到的偏紅色閃電會(huì)多于沿海地區(qū)。

閃電在遠(yuǎn)距離傳輸中大氣對光的吸收、散射等都會(huì)改變譜線的相對強(qiáng)弱，如果傳輸距離很遠(yuǎn)，可能拍攝到近紅色閃電。對于菏澤觀測到的閃電，因?yàn)殚W電都是發(fā)生在云內(nèi)，被云內(nèi)粒子散射之后，長波的紅光更容易透出云外，所以看著像紅色閃電。

“紅色精靈”是一種伴隨著雷雨所產(chǎn)生的高空大氣放電現(xiàn)象，通常發(fā)生在雷雨云云層頂離地面約30～90千米的高空。紅色精靈的光譜（D.L.Hampton《Optical spectral characteristics of sprites》）主要由氮?dú)夥肿赢a(chǎn)生，可見段波長主要位于紅色范圍內(nèi)。

   “藍(lán)色噴流”是一種局限在低于40公里大氣層中的一種放電現(xiàn)象，我們可以推斷在它的輻射中440～485納米的藍(lán)色波段占有較大比重。

“紅色精靈”、“藍(lán)色噴流”（《lightning physics and effects》Vladimir A.Rakov）

“圣艾爾摩之火”是古代海員觀察到的一種自然現(xiàn)象，經(jīng)常發(fā)生于雷雨中，在如船只桅桿頂端之類的尖狀物上，產(chǎn)生如火焰般的藍(lán)白色閃光。“圣艾爾摩之火”的光譜（E.M. Wescott,D 《The optical spectrum of aircraft St. Elmo's fire》），主要輻射波段在440～485納米的藍(lán)色波段。

自主多樣的“選擇性”

閃電的顏色也可以選擇。如果喜歡某一種顏色的閃電，可以選擇顏色濾光片，它可以精確選擇欲通過的小范圍波段光波，而吸收掉其他不希望通過的波段。用紅外截止濾波片將閃電的可見波段濾掉，則只能拍攝到紅色閃電。

紅外截止濾波片拍攝的紅色閃電

閃電，是大自然的杰作。不同能量、大氣成分以及光在遠(yuǎn)距離傳輸中的吸收等都可能會(huì)改變譜線的相對強(qiáng)弱，所以顏色還真不好說，只能具體情況具體分析。