一些科學家實際上花時間等待閃電襲擊。
閃電根據國家天氣協會的數據,是美國年度與天氣有關的死亡的第二高原因。它開始火災,導致停電,並對電子系統造成嚴重破壞。
自從本·富蘭克林(Ben Franklin)於1752年以雷暴飛行自風箏以來,雷電檢測的科學已經顯著改善。研究人員現在可以預測藍色螺栓之前的條件,並在發生罷工時追踪罷工的位置和力量。
亨茨維爾阿拉巴馬大學的大氣科學家菲利普·比澤(Phillip Bitzer)說:“我們在理解閃電的物理學方面取得了重大進展,但仍然可以做很多工作。”
從上方螺栓
閃電如何形成仍然是一個謎。工作假設是:當溫暖的空氣上升到溫度剛好高於冰點的高度時,冰晶和冷凍顆粒相互作用以產生電荷分離。當電荷之間的電場足夠出色時,會發生電故障 - 閃電閃光。 [信息圖:閃電如何工作的奧秘這是給出的
宙斯的憤怒採用兩種形式:雲到地面閃電和云云閃電。亞利桑那州圖森分校的大氣科學家肯尼斯·康明斯(Kenneth Cummins)說,雖然閃電對人類和基礎設施構成了最直接的威脅,但云層之間或內部的閃電可以警告危險的冰雹和龍捲風。
康明斯告訴LivesCience:“我們已經擅長量化一個地區的雲到地面排放次數,並且我們越來越擅長量化雲內排放的數量和性質。”
自20年代左右開發時間無線電以來,閃電感應系統一直在發展Th世紀,康明斯說。最關鍵的之一是閃電映射陣列,它們是電磁傳感器的網絡,這些傳感器是在火熱的閃光燈上回家並測量其釋放能量的網絡。
閃電映射
三個不同的系統捕獲了一系列不同頻率的閃電放電,這與所產生的能量相對應。
康明斯說:“頻率越高,要映像的對象就越小。”
非常高的頻率(VHF)陣列,測量電磁輻射的傳感器的集合,捕獲雷擊的精細分支結構的圖像。 VHF傳感器的運行範圍在10至100兆赫茲範圍內,並且在全國范圍內有十幾個VHF陣列,包括在亨斯維爾的阿拉巴馬大學,新墨西哥理工學院和佛羅里達州的肯尼迪太空中心。
相比之下,低頻(LF)陣列圖像較大規模的閃電活動,例如雲到地面和云云閃光燈中的電力通道。這些提供有關釋放的能量的信息,以通道到地面的電流形式。閃電還以光,熱和原子能(例如X射線和伽馬射線)的形式產生能量。這些陣列在數百千赫茲到幾兆赫的範圍內運行。美國國家雷電檢測網絡(NLDN)是一個由100多個低頻傳感站組成的網絡,研究人員廣泛使用,並提供了重要的監控預測惡劣的天氣。
在最廣泛的規模上,非常低的頻率(VLF)陣列不僅沿著地面的表面,而且在地球和電離層之間測量電磁信號,這是由太陽輻射電氣電荷電荷的大氣的上層。它們在5到30千摩爾茨的範圍內運行,相距數千公里。 VLF陣列可以檢測到颶風和其他風暴的陸地和海洋上的閃電。 [電氣:閃電的驚人圖像這是給出的
Bitzer及其在亨茨維爾阿拉巴馬大學的同事開發了一種在LF/VLF範圍內運行的傳感器,並測量了電場的變化,並將其轉換為電壓。他們使用倒金屬盤保護傳感器免受雨水的侵害。 Bitzer說:“這實際上是一個沙拉碗 - 我們從Target獲得了它。”
這些傳感器使科學家在地面上可以很好地看待閃電,但是要獲得全球視野,為什麼不從太空觀察?
阿拉巴馬大學的科學家還開發了一種基於衛星的傳感器,該傳感器可計算低地球軌道的光子。衛星每90分鐘在地球周圍旋轉一圈,從而使科學家了解了全球閃電的數量和分佈。
國家海洋與大氣管理局(NOAA)和NASA正在建造一個地靜止的閃電映射器(GLM),以乘坐將於2015年推出的Goes-R衛星。
觸發罷工
沒有比閃電般的閃電般的閃電般的白色叉子更具標誌性的風暴圖像。但是大多數發生的事情太快了,無法瞥見人眼,因此研究人員使用高速相機監視閃電如何在天空之間競爭。
當閃電首次發展時,它通常會將一個名為“步長”的螺栓向下發送螺栓向地面,以看似隨機的方向分支。當螺栓靠近地面時,它會產生一個強烈的電場,這會導致向上流長的彩帶,使其在空中。彩帶連接到主螺栓後,閃電再次在飛鏢領導者中降低,這是地面上的明亮零件觀察者實際上看到了。
但是對於閃電研究人員來說,等待閃電的發展並不總是可行的。一些科學家將火箭火箭射入雲端以觸發閃電 - 現代版本的本·富蘭克林的實驗。
新墨西哥理工學院的大氣科學家肯·埃克(Ken Eack)說:“在美國,只有兩個地方可以做到這一點。”
火箭軌道連接到地面,會產生向上的彩流器,該彩帶穿透了雲中帶負電的層,從而觸發了向下的閃光燈。 EACK和他的同事使用閃電映射陣列來研究閃電通道的去向以及電荷在雲中的位置。埃克斯說,他們努力的果實也可以保護避免雷擊。
有些人提出了用激光或水流觸發閃電,以擴散自然罷工的風險。但是EACK認為這些方法不會有效。埃克斯說,您可以嘗試使閃電在特定的位置撞擊,但最終,“沒有什麼吸引閃電”。
編者註:本文於美國東部時間上午9:35更新。肯尼思·康明斯(Kenneth Cummins)表示,雲之間的閃電可以提供冰雹和龍捲風的警告,而不是造成它們。對雲間閃電的引用被內云閃電所取代。 LF陣列提供的信息提供了“以當前形式的能量”。
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