为什么闪电是之字形？

　　美国趣味科学网站1月14日刊登题为《为什么闪电是之字形？》的文章，作者是汤姆梅特卡夫，内容编译如下：
　　闪电可以用明亮的闪光点亮天空，且能够以多种形态出现。但是，如果让你画闪电，你几乎肯定会画一个之字。什么原因导致闪电有了这种树枝状的形态？为什么闪电以之字形划过天空，而不是在雷雨云和地面之间以直线形式放电？
　　闪电的发生机制中仍有许多未解之谜。不过，研究人员已经开始了解闪电发生弯曲背后的原因。
　　南澳大利亚大学物理学家约翰洛克说：我们对地球上的大多数事情一清二楚科学家能预测月食和日食，时间上的误差不到1秒。但对于常见的闪电，仍存在巨大的谜团。洛克是一份解析闪电阶梯形状的研究报告的第一作者。
　　在这份2022年12月发表在英国《物理学学报D辑：应用物理》上的研究报告中，洛克及其同事提出，闪电呈独特的之字形是一种具有高导电性的氧气导致的。这种氧气随着闪电（有时可以跨越很远的距离）向地面传导而不规则地积聚。
　　洛克说，用超高速相机拍摄的闪电照片显示，在闪电发生前，充当先导的电离化空气像树枝一样从雷雨云底部扩展出来。在大多数情况下，这些先导过于暗淡，无法用肉眼看到。
　　洛克说，形成阶梯形状的是这些先导，而不是最终的闪电。
　　空气通常是绝缘体，但在先导创造出的区域中，被称为单重态氧（能态低于正常水平的氧分子）、具有高导电性的特殊形态氧气的浓度较高。
　　洛克说，先导的每个转折长约165英尺（约合50米）的阶梯都是由电荷在这样一个区域放电导致的。
　　他解释说，最新一个阶梯的强磁场几乎瞬间把大气中的普通氧分子变成额外的单重态氧分子，这种具有高导电性的高浓度氧气可以在阶梯末端向各个方向扩展。
　　先导在大约百万分之一秒的时间里通过阶梯依次放电（每次之后都会有一个转瞬即逝的黑暗时期，在这一时期，照片根本没有显示任何可见的放电），并最终击中地面，或任何与地面相连的高大物体。他说，其造成的冲击导致闪电出现持续约千分之一秒的可见回击（沿着具有高导电性的单重态氧的之字形路线反向传导）。这时候，其他先导失去电荷并消失。
　　洛克说，更好地理解闪电如何劈下来可以帮助建筑物和人们挺过雷暴。例如，相关知识也许可以让人们知道如何在建筑、天线杆和船舶上层等高大物体上安放避雷针。
　　关于闪电，仍有待回答的问题包括闪电发生的原因。洛克说，尽管科学家现在认为闪电是雷雨云中的冰粒子运动产生的静电，但并不确定。