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人类研究雷电近三个世纪，却至今无法完整解释雷电是如何被触发的——这正是《量子杂志》5 月 6 日一篇长文所呈现的物理学前沿困境。核心矛盾在于：产生雷电所需的临界电场强度约为 300 万伏特/米，但实测雷暴云内的电场普遍只有该阈值的十分之一，最强记录也不超过三分之一，而全球每时每刻仍有逾 2000 场雷暴在发生。新罕布什尔大学物理学家 Joseph Dwyer 提出了目前获得最广泛认同的解释：雷暴云中存在以近光速运动的"失控"相对论性电子，这类电子几乎感受不到空气阻力，可在电场驱动下不断加速，并通过与气体分子碰撞触发级联雪崩——每条雪崩可释放约 10 万个电子，雪崩之间相互引发形成正反馈，同时辐射出伽马射线并局部抬升电场。2023 年 NASA 组织的 ALOFT 飞行任务将侦测器直接带入热带风暴核心，在云层中探测到一系列此前从未在近距离观测到的伽马射线闪烁现象，与 Dwyer 模型的预测高度吻合，成为迄今最有力的支持证据。 然而，这个问题并未就此画上句号。洛斯阿拉莫斯国家实验室的 Xuan-Min Shao 今年早些时候从 12 次独立雷击的无线电波数据中重建出初始放电方向，发现部分雷电的传播方向与云内电场方向存在微小但显著的偏差，他认为这是宇宙射线簇射的痕迹——来自银河系甚至河外空间的高能粒子穿越大气层时，可在与电场方向不完全一致的随机角度触发电子雪崩，从而"斜向"引发雷电。若该机制得到进一步证实，则意味着地球上每一道闪电，都与遥远星系中某颗垂死恒星或超大质量黑洞存在物理上的直接联系。 Quanta Magazine https://www.quantamagazine.org/what-causes-lightning-the-answer-keeps-getting-more-interesting-20260506/

复旦大学刘宇团队联合杜克大学等机构的研究于 5 月 4 日发表在《自然·气候变化》，首次系统量化了大气中微塑料与纳米塑料（MNPs）对全球气候的直接辐射强迫效应。研究利用辐射传输模型结合实验室测定的光学参数及模拟大气分布，发现有色微塑料（蓝色、红色、黑色等深色颗粒）的吸光系数是未染色颗粒的 74.8 倍，大气老化对总体光学性质的净影响有限。据此推算，MNPs 的全球平均直接辐射强迫为 0.039 ± 0.019 W/m²，相当于黑碳（煤烟）辐射强迫的 16.2%；北太平洋副热带环流区域辐射强迫峰值约达 1.34 W/m²，局部超过同区域黑碳水平的 4.7 倍。研究合著者、杜克大学地球科学教授 Drew Shindell 表示，“我们可以有把握地说，总体而言它们是增温因子。” 目前现有气候模型均未将微塑料纳入辐射强迫计算，该研究指出这一遗漏可能导致气候预测系统性偏低。独立学者对研究结论总体持审慎认可态度，UK 生态与水文中心的 Sam Harrison 博士指出，大气 MNPs 分布及其气候影响仍存在较大不确定性，需要更多证据支持；布里斯托大学气溶胶科学研究员 Jim Walker 亦强调，若该结论得到进一步验证，微塑料或应被纳入黑碳等短寿命气候强迫因子框架，意味着通过减少塑料排放可在较短时间内改善其增温贡献，但这不应转移对主要温室气体减排的关注。 Nature Climate Change | Scientific American | Washington Post https://www.scientificamerican.com/article/airborne-microplastics-could-be-making-climate-change-worse/ https://phys.org/news/2026-05-microplastics-global-worse.html