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而是反常地由地面射向高空的电离层,闪电瞬间

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而是反常地由地面射向高空的电离层,闪电瞬间

美高梅集团网站 ,尽管每次雷暴天气时,都会电闪雷鸣,但是这种“反向”闪电十分罕见。从2001年起,人们只抓拍下5次“反向”闪电的照片。由于这种罕见的闪电持续时间仅仅有1秒钟,稍纵即逝,因此杜克大学的科学家抓拍下的这张“反向”闪电照片可谓弥足珍贵。

这种闪电又被称为“大喷气式飞机”,持续时间仅仅有1秒钟

下:典型雷暴云内的电荷分布(图片来源:美国亚利桑那大学网络课件,

特点

美国科学家日前抓拍下一次非常罕见的反向闪电

可能你会觉得,云、雨、电的爱恨纠结,在雷电发生的那一刻就已尘埃落定,但不为人熟知的是,雷电对大气还有更影响深远的物理和化学作用。就全球大气而言,在天气晴的时候,电离层会往地球不断释放大气电流,持续消耗电离层的“电能”,而雷暴和雷电则是维持电离层电位的重要“发电机”,它们通过雷暴云起电和雷电给电离层充电。

美高梅集团4688com ,北卡罗来纳州杜克大学的史蒂芬·库莫和同事近日在观测闪电时,碰上了这次“反向”闪电,幸运地是他们还抓拍下这一罕见现象。

库莫已经将这一发现撰文发表在最新的《自然—地球科学》(Nature Geoscience)杂志上。

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抓拍

从2001年起,人们只抓拍下5次“反向”闪电的照片

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反向闪电。这种闪电释放的电能比普通闪电要大得多,这种闪电又被称为“大喷气式飞机”。

美国科学家日前在北卡罗来纳州抢拍到一次非同寻常的闪电。这次闪电没有击中地表的建筑和森林,而是反常地由地面射向高空的电离层。闪电异常迅速,眨眼间便垂直射向75公里的高空。

下:发生于对流层的雷电激发中层大气放电示意图(图片来源:Pasko, V. P., 2003, Atmos. physics: Electric jets, Nature, 423, 927–929, doi:10.1038/423927a)

与大多数常见的闪电不同,它没有劈向大地,而是从雷暴云上部射向高空的电离层。这一闪电威力巨大,释放出高能电荷,迅疾射向75公里的高空。由于这种罕见的闪电,稍纵即逝,因此杜克大学的科学家抓拍下的这张“反向”闪电照片可谓弥足珍贵。美国科学家日前抓拍下一次非常罕见的闪电,与大多数常见的闪电不同,这次闪电没有劈向大地,而是从雷暴云上部射向高空的电离层。这一闪电威力巨大,释放出高能电荷,迅疾射向75公里的高空。

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上:对流旺盛的雷暴云及其产生的雷电(图片来源:Roger Hill/Solent News & Photo Agency,

库莫介绍说:“尽管光线较弱,但由于是满月,我们及时拍摄到了。当时那一瞬间大约只有1秒钟,不过我们同时进行了磁场测量。结果显示,这次闪电向电离层放射了大量电荷,放电量约为1000到2000库仑。”

更多阅读《自然—地球科学》发表论文摘要

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简介

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上:雷暴、雷电作为全球大气电路发电机示意图(图片来源:Colin Price教授讲义《The Global Atmospheric Electric Circuit》,

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右:水粒子碰撞和弹开形成电荷分离示意图(图片来源:Clive Saunders教授)

库莫教授介绍说,从测量结果看,普通闪电的放电量和“大喷气飞机”是可比的,不过“大喷气飞机”的速度和作用的距离比普通闪电要大许多。这是因为,从雷暴云上部至高空的电离层空气稀薄,闪电遇到的阻力要小许多。“大喷气飞机”通常在雷雨天气出现,可以射向90公里远的高空。

美国北卡罗来纳州杜克大学的史蒂芬:库莫和同事近日在观测闪电时,捕捉到了这次罕见的闪电,并即时进行了拍摄。

此外,学界对雷暴起电还提出过其他假说,例如如粒子的破碎、冻结、融化起电机制,以及与晴天大气电场中自由电荷有关的离子扩散、离子捕获机制等。

这种闪电与通常见到的闪电类似,但又是两种完全不同的自然现象。库莫已经将这一发现撰文发表在最新的《自然-地理科学》杂志上。

库莫介绍说:“尽管光线较弱,但由于是满月,我们及时拍摄到了。当时那一瞬间大约只有1秒钟,不过我们同时进行了磁场测量。结果显示,这次闪电向电离层放射了大量电荷,放电量约为1000到2000库仑。”

雷暴是什么?

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