风暴摄影师汤姆·华纳（Tom Warner）目前正在美国南达科他矿业理工学院致力于对向上闪电具体成因机制的研究。他和其他研究人员已经证明存在着两种不同的向上闪电，但这两者的产生都需要有高层结构的存在，如高楼或是风力发电塔。

　　第一种向上闪电的发生首先需要在附近先发生一次常规的，从云层指向地面的雷击事件。这样一次雷击事件将导致电场紊乱，从而触发所谓“雷电先导”（lightning leader），这是一股正电荷或负电荷，它将迅速向上升起，指向雷暴云团中与其带有相反电荷的区域。

　　而第二种则不需要事先在附近发生过雷击的条件，而是可以自发地出现向上的雷击。自从2004年开始迷上这一现象之后，华纳已经研究并拍摄到数次这种罕见现象。为了获得珍贵的数据和图像，他会自己驾驶特制的飞机冲入暴雨云团。他说：“能够在如此近距离上经历暴风雨，甚至是在暴雨云团的内部驰骋，这感觉真的棒极了！这是巨大的挑战，需要你聚精会神。每次我驾机穿越暴雨云团，我都会再次确认，这里真的不适合飞行！”

　　7、“红色精灵”

1994年7月4日，人类首次拍摄到红色精灵现象的彩色照片

　　在暴雨云团上方极高空大气中，这里远离雷暴云系与地面之间放电产生的闪电现象。然而有时候这里却会出现一些幽灵般的红色闪光，长度可以从数十公里一直到上千公里。从远处看就像高空中悬浮着的植物卷须或是水母触手。

　　这种现象现在被称作“红色精灵”或“幽灵闪电”（sprites），一般只有在非常大型的雷暴云系中才会出现。英国巴斯大学的马丁·福尔克鲁格（Martin Fullekrug）表示：“这种现象强度极高。雷暴云系中必须产生某种非常特殊的闪光，但这种现象极其罕见。或许在1000次闪电过程中才会出现一次幽灵闪电现象。”

　　这样的闪电将从雷暴云系中带走大量电荷。只有一个延续长度很长，缓慢传播中的电流体系能够孕育出“红色精灵”，这样的条件只能出现在直径超过100公里以上的大型雷暴云系中。此前有关这种现象的记载极其罕见，不过随着相机价格的持续下降，人们拍摄到这种神秘红色闪光现象的报告也正呈现上升趋势。

　　一台普通的闭路电视加装质量较好的夜视相机偶尔就能记录到图像质量较差的红色精灵图像，而业余流星观测者们也为这一现象的观测数据积累作出很大的贡献。

　　福尔克鲁格说：“你可以用价值几百英镑的相机拍摄到低质量的红色精灵图像。经过一定指导后，每个人都能做到！”

　　8、精灵闪电

精灵闪电(ELVES)看上去就像一个巨大的甜甜圈，持续时间一般不到1毫秒，非常短促

　　光听名字就可以知道，这种现象与前面说到的“红色精灵”非常相似。但它的英文名则非常奇怪：“ELVES”，这实际上是英文“电磁脉冲源导致发光及甚低频扰动”的缩写词，这个名字极其拗口，事实上大部分科学家们没办法正确的拼写出来。

　　这种现象一般出现在距离地面80~100公里高度上，从外观上看和“红色精灵”还是有很明显的区别的。福尔克鲁格表示：“它基本上就是不断向外扩展的光环。看上去就像源自太空的甜甜圈，中间是一个暗黑的洞，它们的直径可以超过1000公里。”

　　精灵闪电转瞬即逝，持续时间一般不超过1毫秒。产生这种现象需要雷暴云系中出现一种特殊类型的闪电，其具有瞬间上涨的电流强度。和红色精灵不同，精灵闪电要求迅速的放电过程，因此这两种现象基本不太可能会同时出现。

　　相比之下，ELVES发生的频率要比红色精灵更多一些，一般每发生1~100次闪电就会出现一次ELVES现象。并且，不仅大型雷暴云系中会发生ELVES现象，小型雷暴天气中也同样会发生。

　　ELVES一般看上去是白色的，因为其强度非常高。福尔克鲁格表示：“它们发生的速度真的非常非常快。因此你用肉眼一般很难看到它。我自己就从未能亲眼目睹，尽管我常常刻意去搜寻也还是如此。”

　　9、蓝色喷流与巨型喷流

艺术示意图：蓝色喷流现象

　　福尔克鲁格介绍说：“蓝色喷流目前还可以说是一个谜团。”第一个问题就是：它们是蓝色的。蓝色的大气现象难以从地面开展研究，因为天空是蓝色的。另外这种现象发生的规模也不大，并且也非常罕见。

　　福尔克鲁格表示：“我们还不清楚蓝色喷流发生的理想环境条件是什么。一种说法是，当雷暴云团上升到非常高的高度上，它们会开始冲入更上方的大气层环境中。”雷暴云团内部有非常强劲的上升流，这会使它们上升到超过正常高度的水平上。他说：“当这种情况发生时，蓝色喷流现象就会出现，但我们目前还无法确认这一说法。”

　　但研究人员已经了解的是，还存在另外一种神秘现象，被称作“巨型喷流”，它似乎是蓝色喷流和红色精灵两者之间的混合产物。它们是宽度较为宽泛的楔状发光，相对容易被观察到，其持续时间可以达到10~100毫秒，因此相对其他雷暴天气现象，“巨型喷流”的持续时间还是相对较长的。

　　福尔克鲁格说：“在非洲海岸外可以观察到非常经典的巨型喷流现象。但它们非常罕见，一般每发生100次红色精灵现象才会出现1~10次巨型喷流现象。”

　　10、极光

冰岛上空的极光美景

　　发生在地球南北两极的极光是一场视觉盛宴：蓝色，绿色和红色，虚无缥缈，但这却是上亿公里之外空间天气事件的准确参照。当太阳活动趋于活跃，强烈的太阳风冲击地球时，在地球磁场作用下，大量带电粒子进入地球南北两极上空的大气层，与大气分子之间发生碰撞，产生极光现象。
　　美国犹他州立大学的查尔斯·斯万森（Charles Swenson）指出：“极光可以有各种不同的形状和结构，这主要取决于地球磁场的情况。而对于所有这些不同的形态，人们也分别给了它们不同的名字。你可以将它想象成一条在风中舞动的薄薄席子，当剧烈事件发生时，它就会皱成一团。”

　　地球并非唯一会出现极光的行星。斯万森表示：“产生极光只需要这么几个条件：有磁场，有大气，再加上太阳风的冲击。”木星和土星上都有非常特别的极光现象，这是因为它们的大气成分与地球不同。

　　不过实际上极光还不仅仅只是我们肉眼可见的成分，它还有我们看不到的组成部分，而这也正是斯万森的研究对象。来自太阳风的带电粒子会在产生极光的同时产生一股电流，这从地面上是难以对其开展相关研究的。在2015年年初，斯万森主持发射了一枚探空火箭，对这些电流进行了测定。

　　他说：“现在的问题是，极光中这些看不见的部分，它们的变化和移动是与我们看得到的极光相同步的吗？尽管现在相关研究才刚刚起步，但我想这个问题的答案应该是肯定的。”(晨风)