《地球物理研究快报》:闪电实际上是在雷云中触发的_昨天快速系统更新,评论区吵翻了最新消息 这是地球上能量最大的过程

来源:触物伤情网 | 栏目:娱乐 | 2026-06-14 19:41:27
《地球物理探究快报》:闪电实际上是在雷云中触发的
《地球物理探究快报》:闪电实际上是在雷云中触发的
(神秘的地球uux.cn报导)据cnBeta:在 2018 年夏季的一场风暴中,一道重大的闪电在荷兰的一个射电望远镜联网上方闪现。而这些望远镜最近才处理的详尽记录揭示了过去没有人见过的东西:闪电实际上是在雷云中触发的。
在一篇快要发表在《地球物理探究快报》(Geophysical Research Letters)杂志上的新论文中,探究人员运用这些观察结局解决了有关什么触发闪电的持久争论--这是闪电形成、成熟和研究到地面的昨天快速系统更新,评论区吵翻了神秘过程的第一步。
新论文的共同作者、来自格罗宁根大学的闪电探究人员布莱恩·哈雷(Brian Hare)说:“这有点令人尴尬。这是地球上能量最大的过程,我们有围绕这个东西的宗教,但我们不得知它是如何岗位的”。
教科书上的怦然心动推荐刻画是,在雷云中,冰雹随着较轻的冰晶上升而落下。冰雹擦掉了冰晶的带负电的电子,导致云的顶部变得带正电,而底部变得带负电。这就形成了一个电场,这个电场不断拓展,直到一个巨大的火花跳过天空。
但是,云层内的电场大约弱了 10 倍,无法形成火花。朋友圈温柔句子,网友观点两极分化新罕布什尔大学的物理学家约瑟夫·德怀尔(Joseph Dwyer)说:“几十年来,人们一直将气球、火箭和飞机送入雷暴中,但从未见过足够大的电场。这一直是一个真正的谜,它是如何着手的”。他也是这篇新论文的共同作者,二十多年来一直在思考闪电的起源。 一个很大的障碍是,云是不透明的;即使是最好的摄像机也无法窥视其内部以目睹开启的时刻。直到最近,独家MacBook排行这使得科学家们没有什么挑选,只能冒险进入风暴中--自 1752 年本杰明-富兰克林的著名风筝评测以来,他们一直在使用这种做法。
(依据另外代的刻画,富兰克林将一把钥匙挂在风筝上,在雷云下放飞,观察到风筝通了电。) 最近,气象气球和火箭提供了内部的快照,但它们的存在往往会干扰资料,由于它们人为地制造了不会自然发生的火花。Dwyer 说:“持久以来,我们真的不得知雷暴内部在闪电发生的时间和地点是什么状况”。
所以,Dwyer 和他的团队转向了低频阵列(LOFAR),这是一个首要在荷兰的由数千个小型射电望远镜组成的联网。LOFAR 通常凝视着遥远的星系和爆炸的星星。但据 Dwyer 说,"它恰好对测量闪电也相当有效"。
当雷暴从头顶滚过时,LOFAR 能做的有用的天文学就很少了。所以,该望远镜改动其天线,以探测从每个闪电中发出的一百万左右的无线电脉冲。与可见光各异,无线电脉冲可以穿过厚厚的云层。
使用无线电探测器来绘制闪电图并不新鲜;专门建造的无线电天线早就在新墨西哥州观测到了风暴。但是这些图像是低分辨率的,或者只是二维的。LOFAR,一个最先进的天文望远镜,可以在三维空间中以一米一米的尺度绘制照明图,并且帧率比过去的仪器快200倍。Dwyer 说:“LOFAR 的测量让我们第一次真正清楚地知晓到雷暴内部发生了什么”。
一个实体化的闪电会形成数以百万计的无线电脉冲。以便从混乱的资料中重建一个三维闪电图像,探究人员使用了一种相似于阿波罗登月时使用的算力。该算力持续升级有关一个物体位置的已知信息。单个无线电天线只能显示闪光的大致方向,而增多第二个天线的资料就能升级位置。经由稳定地循环使用LOFAR的数千根天线,该算力兴办了一个清晰的地图。
当探究人员确认2018年8月闪电的资料时,他们目睹无线电脉冲都来自风暴云深处一个70米宽的区域。他们不久推断,脉冲的模式扶持有关最普遍类型的闪电如何着手的两个首要理论之一。
闪电从云层内的冰晶簇着手。针状晶体之间的湍流碰撞刷掉了它们的一些电子,使每个冰晶体的一端带正电,另一端带负电。正面的一端从附近的空气分子中吸取电子。更多的电子从更远的空气分子中流入,形成从每个冰晶尖端延伸出来的电离空气带。这些被称为流线(streamers)。
每个晶体尖端都会形成成群的流星,单个流星会一次又一次地分支开来。流线加热了周围的空气,从空气分子中众多地撕扯出电子,从而使更大的电流流向冰晶。最后,一个流线变得足够热和导电,变成了一个龙头--一个成熟的闪电条纹可以忽然沿着这个渠道行驶。
荷兰埃因霍温技术大学探究闪电开启的物理学家Ute Ebert说:"LOFAR所设定的步骤自然相当重大。她说,LOFAR的开启影片为兴办精确的闪电模型和模拟提供了一个框架,而到当下为止,由于缺乏高分辨率的资料,这些模型和模拟一直受到阻碍。

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