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歐空局將「雷暴獵人」送上空間站,追蹤地球高空邊緣雷暴

雷暴是大自然中最壯觀的現象之一。說起雷暴研究,大家一定對那個勇於為科學獻身的富蘭克林印象深刻,他 1752 在風箏上栓了鑰匙引到雷暴進行研究。

自此以後,人類對雷暴探索了 250 年,但至今為止,對於這一神奇的自然現象,人類的了解還是有限的。

百科對於雷暴的定義是這樣的:雷暴(Thunderstorms)是伴有雷擊和閃電的局地對流性天氣。是指一部分帶有電離子的雲層與另一部分帶異種電荷的雲層,或者是帶電離子的雲層對大地間迅猛地放電。

它通常伴隨著滂沱大雨或冰雹,而在冬季時甚至會隨暴風雪而來,因此屬強對流天氣系統。

在古老的文明裡,雷暴有著極大的影響力。不論是中國古代、古羅馬或美洲古文明皆有與雷暴相關的神話。

形成雷暴的積雨雲發展旺盛,雲的上部常有冰晶。冰晶的凇附、水滴的破碎以及空氣對流等過程,使雲中產生電荷。

雲中電荷的分布很複雜,但總的說來,雲的上部以 正電荷 為主,雲的中、下部以負電荷為主,雲的下部前方的強烈上升氣流中還有一範圍小的正電區。

因此,雲的上、下之間形成一個電位差,當電位差大到一定程度後,就產生放電,這就是平常所見得閃電現象,放電過程中,閃道中的溫度驟增,使空氣體積急劇膨脹,從而產生衝擊波,導致強烈的雷鳴。

當雲層很低時,有時可形成雲地間放電,這就是雷擊。因此,雷暴是大氣不穩定狀況的產物,是積雨雲及其伴生的各種強烈天氣的總稱。

通常情況下,我們可以觀測到的雷暴發生在低層大氣中,但是科學家發現,那些超強雷暴常常發生在高層大氣層。怎麼觀測這些雷暴就成了棘手的問題。

若用常規手段觀測距離太遠,難以弄明白。若用衛星觀測,這些雷暴發生的地方相較於衛星來說有太低,所以說這個位置比較尷尬。

為了解決這個難題,歐空局搞出了一個太空風暴獵人(Space Storm Hunter),聽其名字就知道它是幹什麼的了。對,它就是用來追蹤高層大氣雷暴的。

最近,歐空局搭乘 SpaceX 的龍飛船將其運往國際空間站了。這傢伙由紅外和紫外相機,光電倍增器以及X射線和伽瑪射線探測器組成。

它將在空間站工作兩年,探尋高空大氣雷暴放電,範圍包括平流層和中間層以至電離層的邊緣。科學家們將分析它收集到的數據,從而揭開高空雷暴的謎團。

超強高空雷暴到底有多厲害?17 年 12 月 3 日下午,超級單體雷暴侵襲澳大利亞昆士蘭州東南部,強風引發農田罕見陣風卷。導致 3.5 萬戶家庭斷電,一名 17 歲少年甚至被閃電擊中,所幸並無大礙。

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風寬 400 多米,時速高達 120 千米,它這一吹,樹木刮折了,路標沒了,農田也壞了。當地人說這場景就像核爆炸。


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