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氣象有奧秘 閃電大揭秘

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8月3日 星期四 農曆閏六月十二

我們經常會說:我要瘦成一道閃電。

一般天空中的閃電都是線狀或枝狀的閃電,但是你知道嗎,原來閃電家族裡也有「超重」的胖胖閃電,它就是球狀閃電。

圖/網路

為什麼會有閃電

雷電是一种放電現象,也可稱為閃電。電一般產生於對流發展旺盛的積雨雲中。積雨雲可以產生電荷,雲中電荷的分布較複雜,但總體而言,雲的上部通常以正電荷為主,中下部以負電荷為主。因此,雲的上、下部之間形成一個電位差。當電位差達到一定程度後,就會放電,這就是我們常見的閃電。

放電過程中,由於閃電通道中溫度驟增,使空氣體積急劇膨脹,從而產生衝擊波,導致出現強烈的雷鳴。

當然了,閃電的物理過程十分複雜,放電形式也多種多樣,但通常可以把閃電大致分為「地閃」和「雲閃」兩類。

有人要提問了,從字面意思上看,地閃是從地上來的,雲閃是從雲中「走」出來的?

其實真實的情況是:恭喜你,回答的差不多!

地閃指打到地上的閃電,雲閃指發生在雲內或雲間的閃電,也就是所有沒有打到地上的閃電。

平均而言,地閃只佔全部閃電的 1/3 以下,而雲閃占 2/3 以上。閃電的發生與強對流雲的發展密切聯繫,雲內的第一個閃電幾乎總是雲閃,有些雷暴雲中的閃電可能全部為雲閃,所以雲閃的研究和探測很重要,而且雲閃信息也更具有強對流發展的預警指示意義。

還有向上打的閃電?

是的,還真有閃電不是向下打而是向上打!發生在雷暴雲和電離層之間的放電,叫做中高層大氣瞬態發光事件,這裡也可以比較形象地簡稱其為「天閃」,代表性的叫「紅色精靈」。其觀測難度很大,一是因為發生時間短、位置又不能預測,很難捕捉到;二是發生高度高,必須在幾十公里以外才能觀測到,所以儀器靈敏度要求高。

《每日郵報》報道,義大利維瓦羅,攝影師科洛舍茨有幸拍到了僅在夜色中停留毫秒的紅色閃電。幾十年來,只有飛行員才有幸能一睹紅色精靈這一令人難以置信的自然現象。

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閃電星球中的胖子

閃電並不都是「瘦子」,其中也有一些異類。當然,最常見的閃電有線狀(或枝狀)閃電和片狀。

線狀閃電有特別大的電流強度,平均可以達到幾萬安培,在少數情況下可達20萬安培。這麼大的電流強度。可以毀壞和搖動大樹,有時還能傷人。當它接觸到建築物的時候,常常造成「雷擊」而引起火災。

片狀閃電也是一種比較常見的閃電形狀。它看起來好象是在雲面上有一片閃光。

異類:球狀閃電很難見到嗎?

是的!球狀閃電是一種十分罕見的閃電。它像一團火球,有時還像一朵發光的盛開著的「繡球」菊花。它約有人頭那麼大,偶爾也有直徑幾米甚至幾十米的。球狀閃電有時候在空中慢慢地轉游,有時候又完全不動地懸在空中。它有時候發出白光,有時候又發出象流星一樣的粉紅色光。球狀閃電「喜歡」鑽洞,有時候,它可以從煙囪、窗戶、門縫鑽進屋內,在房子里轉一圈後又溜走。

球狀閃電的生命史不長,大約為幾秒鐘到幾分鐘。

可以這樣形容球狀閃電有多罕見:肉眼看見過、儀器觀測過數百萬次閃電,沒有一次球形閃電。其形成機制也很難完全說清楚。國際上的觀測證據目前為止只有西北師範大學物理系的一次光譜觀測。

人工引雷幹嘛用?發功嗎?

富蘭克林風箏引雷的故事從小就聽說過,面對電閃雷鳴,除了覺得敬畏大自然的神奇外,你一定還在思索,引雷,幹嘛用?

答:人工引雷可以為我國雷電監測、預警預報和防護技術研究與開發提供必要的基礎平台,為我國雷電業務的發展提供更加科學的技術支撐,以提高我國雷電災害防禦能力。

此外, 雷電還是一種強大的能源,如果能控制它並為人類造福將產生不可估量的價值。

究竟,如何引雷呢?用風箏?

答案錯!那只是富蘭克林時代的方法。當然,就算是三百年前的人,也不可能勇敢到只用一隻風箏把雷電引下來!富蘭克林即使做過風箏實驗,也肯定不會和傳說中的一模一樣。

人工引雷,指的是在雷暴環境下利用一定的裝置和設施,人為在某一指定點觸發閃電,並把閃電引到預知位置進行科試驗。

目前,通常是在雷暴條件比較成熟的情況下,通過帶鋼絲的小型火箭將雷電人為地引發到地面,使本來隨機發生的自然雷電在可控狀態下進行。鋼絲在向上發展過程中,會誘導形成一個雷電,這個雷電就會沿著這個導線打到地面上。

中國成功實施人工引發雷電實驗

雷電發生前,雲層中的電場將會影響地面上的電場。根據地面上的電場強度,可以大概推斷雲層中的電場強度,以確定觸雷時間。當火箭飛到200米至400米高度時,就在雷暴雲和大地之間建立了一條放電「通道」。

引雷不是你想引,想引就能引

引雷需要研究確認閃電產生的條件,包括電場、電荷或其他有關的空間條件,同時要準確探測空中電場強度及其演變特性。當引雷條件滿足,還要在自然閃電放電之前及時進行引雷。目前,世界上只有法國、美國、日本、巴西和中國等掌握了人工引雷技術。

說了這麼多雷電的知識,是不是想在電閃雷鳴的夜晚一窺夜空中的奇景了?

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