Tia chớp vì sao có hình dạng giống như “cây khô treo ngược”?

Khi mây mưa xuất hiện, tầng mây mang điện âm, còn mặt đất do cảm ứng mà mang điện dương. Tia chớp đầu tiên xuất hiện, mang điện âm từ đám mây hướng xuống mặt đất, được gọi là “tia chớp tiên dẫn”; nó có vai trò khơi mở để sinh ra tia chớp. Tia chớp dẫn điện này khi hình thành không hề “thuận buồm xuôi gió”. Trước hết, nó tiến về những khu vực mang điện tích dương phân bố hỗn loạn trong không gian phía dưới tầng mây. Những điện tích dương trong không gian này là điện tích cảm ứng từ mặt đất, tập trung tương đối dày đặc trên các vật thể nhọn. Chúng đi vào bầu khí quyển do tác dụng bài trừ lẫn nhau, cuốn theo những dòng khí hỗn loạn ở tầng không khí thấp do chịu áp lực của tầng mây dông và phân bố không đều. Tia chớp tiên dẫn thường tiến vào vùng điện tích dương ở khu vực phụ cận. Nếu gần đó có hai hoặc nhiều vùng không gian mang điện tích dương, tia chớp tiên dẫn sẽ xuất hiện hiện tượng phân nhánh. Nói chung, tia chớp tiên dẫn dễ đi qua tầng không khí ẩm ướt hơn là tầng không khí khô hanh. Vì vậy, đường đi của nó thường tránh chỗ khô, tìm chỗ ẩm, đi qua khu điện tích dương bằng đường khúc khuỷu rồi tiếp tục hướng tới khu điện tích dương khác ở phía dưới. Ở một số vị trí phân nhánh, nó tiến đến đâu thì mang điện tích âm đến đó, nhờ vậy tia chớp tiên dẫn trông giống như một “cây khô treo ngược”. Điều này cho thấy tia chớp tiên dẫn phải “đạp bằng chông gai, nếm muôn vàn khó khăn” mới hình thành. Tuy nhiên, loại tia chớp ấy chưa phải là tia sáng mạnh. Điểm đầu của tia chớp dần vươn thẳng xuống cho đến gần mặt đất. Khi đó, điện tích dương của vật thể nhọn phía dưới mặt đất chịu lực hút của điện tích âm ở đầu nhọn tia chớp tiên dẫn, men theo tia chớp tiên dẫn tiến về phía đám mây, gặp điện tích âm vốn có của tia chớp và phát ra ánh sáng rất mạnh. Đó chính là tia chớp mà chúng ta nhìn thấy. Vì đường đi của nó là con đường cũ của tia chớp tiên dẫn, nên ánh sáng tia chớp phát ra cũng thường hiện hình như cây khô treo ngược. Loại tia chớp này còn được gọi là tia chớp phản hồi.

Khi tia chớp tiên dẫn phóng xuống mặt đất, tại điểm nó đánh xuống thường xuất hiện tia chớp dạng hình cầu. Đó là quả cầu mang điện tích, đường kính khoảng 10 đến 20 centimet. Nó rất nhẹ, có thể di chuyển theo gió, có khi co lại để xuyên qua khe cửa rồi phục hồi hình dáng ban đầu là hình cầu. Nó thường di chuyển theo dòng điện, ống nước hoặc luồng không khí nóng, khi chuyển động thường phát ra âm thanh vù vù. Bình thường nó có màu hồng hoặc hơi vàng, đôi khi có màu lam trắng hoặc đỏ nhạt. Ở phía Bắc tỉnh Giang Tô, có năm mọi người từng nhìn thấy một lần tia chớp phát ra rất nhanh rồi khuất sau bụi cỏ; sau đó người ta phát hiện ở đó có một đám cỏ bị thiêu cháy. Ở vùng Thượng Hải, trong một lần tiếng sấm nổ vang trời, người ta phát hiện một quả cầu lửa từ cửa sổ phía Bắc tầng hai của căn phòng mới xây bay vào trong nhà kính, men theo bức tường bị cháy xém, phát ra tiếng nổ lớn rồi lập tức biến mất ở góc bên trái cửa sổ, để lại một lỗ thủng khoảng 20 centimet. Quả cầu lửa ấy chính là một tia chớp hình cầu.

Hiện nay, con người vẫn chưa xác định được nguyên nhân xuất hiện tia chớp hình cầu. Có hàng chục quan điểm khác nhau; chẳng hạn, có người cho rằng nó xuất hiện ở những chỗ gấp khúc của tia chớp, có người lại cho rằng nó xuất hiện tại nơi tia chớp đánh vào. Sự hình thành của nó có liên quan tới nhiệt độ cao hàng vạn độ trong tia chớp. Nó có thể chuyển động, thành phần của nó chỉ gồm một vài loại ion dương và ion âm. Cũng đã có người từng thử nghiệm tạo ra quả cầu nhân tạo, nhưng vấn đề này vẫn cần được nghiên cứu sâu hơn.