สายฟ้าที่ยาวที่สุดที่เคยบันทึกไว้คืออะไร?

"ทันเดอร์น่าประทับใจ" มาร์คทเวนเขียน "แต่มันเป็นสายฟ้าที่ทำงานได้" ใครก็ตามที่ดูพายุฟ้าผ่าจะเข้าใจสิ่งที่เขาหมายถึง: สายฟ้าเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ที่น่ากลัวที่สุดของธรรมชาติส่องสว่างท้องฟ้าด้วยส้อมที่น่ากลัว

ตามที่สำนักงานพบกันของสหราชอาณาจักร Lightning โจมตีโลกถึง1.4 พันล้านครั้งต่อปีหรือประมาณ 44 ครั้งทุกวินาที และมันเป็นมากกว่าแค่การแสดงแสง: ฟ้าผ่ามีบทบาทสำคัญในการรักษาสมดุลไฟฟ้าของโลกในการตรวจสอบ- เอดส์แก้ไขไนโตรเจนจึงช่วยให้พืชเติบโต และอาจช่วยได้ล้างบรรยากาศของมลพิษ-

แต่การโจมตีด้วยฟ้าผ่าบางอย่างทำงานหนักกว่าคนอื่น ๆ ในขณะที่ Lightning Flashes ส่วนใหญ่วัด2 ถึง 3 ไมล์(3.2 ถึง 4.8 กิโลเมตร) มีความยาวสลักเกลียวขนาดมหึมาบางครั้งบางครั้งก็แตกเหนือศีรษะของเราออกเดินทางข้ามท้องฟ้าหลายร้อยไมล์ แต่ฟ้าผ่าจะใหญ่แค่ไหน? และเราควรกังวลเกี่ยวกับสลักเกลียวขนาดมหึมาเหล่านี้หรือไม่?

ที่เกี่ยวข้อง:เพชรสามารถเผาผลาญได้หรือไม่?

สายฟ้าทำอย่างไร

ฟ้าผ่าเกิดขึ้นในเมฆพายุเมื่อประจุบวกที่แข็งแกร่งพัฒนาขึ้นในภูมิภาคหนึ่งของคลาวด์และประจุลบที่แข็งแกร่งพัฒนาขึ้นในที่อื่นสร้างแรงไฟฟ้าระหว่างพวกเขา

ดอนแมคกอร์แมนนักฟิสิกส์และนักวิจัยอาวุโสของห้องปฏิบัติการพายุรุนแรงแห่งชาติและบรรยากาศแห่งชาติ (NOAA) "พวกเขาแข็งแกร่งพอที่อากาศไม่สามารถทนต่อแรงไฟฟ้าได้อีกต่อไปและพังทลายลง"

นั่นหมายความว่าเมื่อแรงไฟฟ้าเติบโตขึ้นมันจะทำลายพลังงานฉนวนของอากาศซึ่งมักจะทำให้พื้นที่ที่มีประจุแตกต่างกันแยกออกจากกัน นักวิจัยคิดว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการสะสมของแรงไฟฟ้าที่มากเกินไปเริ่มเร่งความเร็วอิเล็กตรอน "ฟรี" - ผู้ที่ไม่ได้ติดอยู่กับ ANอะตอมหรือโมเลกุล - ในอากาศในทางกลับกันอิเล็กตรอนอื่น ๆ หลุดออกจากอะตอมและโมเลกุลของพวกเขา Macgorman กล่าว กระบวนการนี้ดำเนินต่อไปเร่งอิเล็กตรอนมากขึ้นเรื่อย ๆ “ นักวิทยาศาสตร์เรียกกระบวนการนี้ว่าเป็นหิมะถล่มอิเล็กตรอนและมันคือสิ่งที่เราหมายถึงเมื่อเราพูดว่าอากาศหยุดลง” แมคกอร์แมนบอกกับวิทยาศาสตร์การใช้ชีวิต

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกที่ส่งตรงไปยังกล่องจดหมายของคุณ

ในที่สุดสิ่งนี้ก็สร้างช่องทางที่ร้อนแรงมากในอากาศที่ทำหน้าที่เหมือนลวดซึ่งสิ้นสุดลงไปด้านนอกไปสู่ค่าบวกและลบที่ทำให้เกิดการพังทลาย ในที่สุดช่องทางที่กำลังเติบโตจะเชื่อมต่อประจุบวกและลบและเมื่อมันเป็นเช่นนั้นมันจะกระตุ้นกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่เรารู้ว่าเป็นแฟลชฟ้าผ่า

“ คิดว่ามันเป็นประกายยักษ์ที่เติบโตผ่านคลาวด์” แมคกอร์แมนกล่าว

บางครั้งพื้นที่ล่างของคลาวด์ซึ่งมักจะมีประจุบวกไม่มีค่าใช้จ่ายเพียงพอในตัวของมันเองที่จะหยุดช่อง ดังนั้นสายฟ้าฟาดก็ยังคงเติบโตขึ้นเรื่อย ๆ อย่างที่ทำเช่นนั้นมันดึงประกายขึ้นจากพื้นเพื่อตอบสนองมันกระตุ้นให้เกิดแสงไฟฟ้าผ่าด้วยกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่ขนส่งประจุของพายุไปที่พื้น ช่องทางเมฆสู่พื้นดินเหล่านี้เป็นสิ่งที่พวกเราส่วนใหญ่มักจะนึกภาพเมื่อเรานึกถึงสายฟ้า-ส้อมที่สดใสเหล่านั้นโลก-

คลาวด์เป็นขีด จำกัด

แต่ปัจจัยใดที่ จำกัด ขนาดของสลักเกลียวขนาดใหญ่เหล่านี้? นักวิจัยพยายามที่จะตอบคำถามนี้มานานหลายทศวรรษ ในแนวตั้งขอบเขตของแฟลชถูก จำกัด ด้วยความสูงของเมฆพายุหรือระยะทางจากพื้นดินถึงจุดสุดยอดซึ่งอยู่ที่ประมาณ 12 ไมล์ (20 กม.) ที่สูงที่สุด

แต่ในแนวนอนระบบคลาวด์ที่กว้างขวางมีพื้นที่มากขึ้นในการเล่นด้วย นี่คือที่ที่เฮฟวี่เวททำงานเวทมนตร์ของพวกเขา

ที่เกี่ยวข้อง:ทำไมทะเลทรายถึงเย็นในตอนกลางคืน?

ย้อนกลับไปในปี 1956 Myron Ligda นักอุตุนิยมวิทยาในเท็กซัสใช้เรดาร์เพื่อตรวจจับแฟลชที่ทอดยาวกว่า 100 ไมล์(160 กม.) ในเวลานั้นมันได้รับการยอมรับว่าเป็นแฟลชสายฟ้าที่ยาวที่สุดที่เคยบันทึกไว้ ตั้งแต่นั้นมาความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้อนุญาตให้นักวิจัยวัดแสงแฟลชที่ใหญ่กว่าและอื่น ๆ อีกมากมาย

ในปี 2550 นักวิจัยระบุว่าโบลต์เหนือโอคลาโฮมาซึ่งวัดความยาว 200 ไมล์ (322 กม.) แต่เพียงหนึ่งทศวรรษต่อมาบันทึกดังกล่าวได้ถูกกำจัด: ในเดือนตุลาคม 2560 เมฆเหนือมิดเวสต์ปล่อยฟ้าผ่าขนาดใหญ่จนส่องแสงท้องฟ้าเหนือเท็กซัสโอคลาโฮมาและแคนซัส ซึ่งครอบคลุมมากกว่า 310 ไมล์ (500 กม.) ทั่วทั้งสามรัฐการ Jolt นั้นไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนจนกลุ่มนักวิจัยตีพิมพ์การศึกษาเกี่ยวกับเรื่องนี้ในวารสารBulletin ของสมาคมอุตุนิยมวิทยาอเมริกันอธิบายว่ามันเป็น "megaflash" มันเป็นหนึ่งในฟ้าผ่าที่ใหญ่ที่สุดที่เคยบันทึกไว้

แต่ถึงกระนั้นแฟลชนั้นก็เกินกว่า เป็นเรื่องปกติในวันฮาโลวีน 2018สายฟ้าฟาดเหนือบราซิลคือเปิดเผยในภายหลังว่ามีพื้นที่มากกว่า 440 ไมล์(709 กม.) การรักษานักอุตุนิยมวิทยาไว้บนนิ้วเท้าท้องฟ้าก็ทำลายสถิตินั้นโดยปล่อยออกมาbehemoth อื่นเมื่อวันที่ 29 เมษายน 2563 - เมกาฟลาชที่ยืดจากเท็กซัสไปยังมิสซิสซิปปีครอบคลุม 477 ไมล์(768 กม.)

ในขณะที่สายฟ้าได้รับการสังเกตจากระบบพื้นดินเช่นเสาอากาศและเรดาร์ หนึ่งในนั้นเรียกว่าMapper Lightning Geostationaryประกอบไปด้วยเซ็นเซอร์บนดาวเทียมสองดวงที่โคจรรอบโลกช่วยเปิดเผยระดับมหาศาลของ Lightning Flash ในเดือนตุลาคม 2017 Macgorman กล่าวซึ่งเป็นผู้เขียนการศึกษาเกี่ยวกับแฟลชทำลายสถิติในอดีตนี้ “ ระบบนั้นตอบสนองต่อแสงที่ปล่อยออกมาจากบนคลาวด์ดังนั้นเราจึงเห็นแสงจากฟ้าผ่ากะพริบและสามารถทำแผนที่ได้ทั่วซีกโลกนี้” MacGorman กล่าว

การสร้างไจแอนต์

แต่ถึงแม้จะมีข้อมูลเชิงลึกด้านภาพที่น่าตื่นเต้นเหล่านี้นักวิจัยก็ยังไม่แน่ใจเกี่ยวกับกลไกที่แม่นยำซึ่งหนุนการส่องสว่างทางไฟฟ้าที่ยาวนานเช่นนี้ ขนาดคลาวด์เกือบจะเป็นปัจจัยอย่างแน่นอน นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องมี Macgorman กล่าวว่าเป็น "กระบวนการ mesoscale - กระแสลมขนาดใหญ่ที่ทำให้ระบบนั้นสามารถเชื่อมโยงเข้าด้วยกันเพื่อคงอยู่เป็นเวลานาน"

ด้วยเวทีที่กำหนดโดยเมฆมอนสเตอร์เหล่านี้สิ่งที่เกิดขึ้นจริงภายในตัวพวกเขา? “ megaflashes เหล่านี้ดูเหมือนจะเป็นเหมือนลำดับการปล่อยอย่างต่อเนื่องในการสืบทอดอย่างใกล้ชิด” Christopher Emersic นักวิจัยที่ศึกษากระแสไฟฟ้าพายุฝนฟ้าคะนองที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในสหราชอาณาจักรกล่าว

ที่เกี่ยวข้อง:สถานที่ที่หนาวที่สุดในจักรวาลคืออะไร?

เขาตั้งสมมติฐานว่าหากระบบคลาวด์มีค่าใช้จ่ายสูงในพื้นที่ขนาดใหญ่ชุดของการปล่อยสามารถเผยแพร่ผ่านมันเหมือนแนวโดมิโนที่ตกลงมา “ ถ้าโดมิโนถูกจัดตั้งขึ้นโดยไม่มีช่องว่างที่ใหญ่เกินไป "มิฉะนั้นมันจะ 'ล้มเหลว' และในกรณีนี้คุณจะได้รับเหตุการณ์ฟ้าผ่าเชิงพื้นที่ที่เล็กกว่าแทนที่จะเป็น megaflash"

ยิ่งเมฆแม่ใหญ่มีโอกาสมากขึ้นสำหรับการปลดปล่อยที่จะแพร่กระจายต่อไป - "ดังนั้นทำไม megaflashes จึงสามารถมีขนาดใหญ่เท่ากับคลาวด์แม่ได้

นั่นก็หมายความว่ามีความน่าจะเป็นกะพริบที่ใหญ่กว่าที่เราเคยเห็นมามาก "พายุอาจมีขนาดใหญ่กว่า [สิ่งที่เราวัดจาก]" MacGorman กล่าว

จับคู่กับเครื่องมือตรวจจับที่ซับซ้อนมากขึ้นสิ่งนี้ทำให้มีแนวโน้มว่านักล่าฟ้าผ่าจะไปหาสลักเกลียวขนาดใหญ่ที่ทำลายสถิติปัจจุบันและเพิ่มการรับรู้ของเราเกี่ยวกับความสำเร็จตามธรรมชาติอันยิ่งใหญ่เหล่านี้

ทำให้เกิดความกังวล?

แม้จะมีภาพสันทรายที่พวกเขาวาด แต่ megaflashes ไม่จำเป็นต้องอันตรายมากกว่าสายฟ้าปกติ “ แฟลชที่กว้างขวางเชิงพื้นที่ไม่ได้หมายความว่ามันมีพลังงานมากขึ้น” Emersic กล่าว

เนื่องจากระบบคลาวด์ที่เกิดขึ้นนั้นมีขนาดใหญ่มากอย่างไรก็ตามการนัดหยุดงาน megaflash อาจเป็นเรื่องยากที่จะทำนาย “ เหตุการณ์ดังกล่าวมักจะนำไปสู่การโจมตีภาคพื้นดินไกลจากกิจกรรมสายฟ้าหลักในแกนการพาความร้อน” Emersic กล่าว "ใครบางคนบนพื้นดินอาจคิดว่าพายุได้ผ่านไปแล้ว แต่ถูกจับได้ด้วยความประหลาดใจโดยหนึ่งในการปล่อยที่กว้างขวางเหล่านี้ดูเหมือนว่าจะไม่มีที่ไหนเลย"

นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ว่าในโลกที่อบอุ่นอาจมีพายุที่เพิ่มขึ้นอย่างมากซึ่งก่อให้เกิด megaflashes, Emersic กล่าว "ดังนั้นโดยอ้อมที่สามารถทำให้เงื่อนไขมีโอกาสมากขึ้นซึ่งจะเป็นการเพิ่มความถี่ของพวกเขา"

สำหรับตอนนี้ megaflashes ไม่ได้เป็นเรื่องธรรมดา MacGorman ประมาณการว่าพวกมันคิดเป็นเพียง 1% ของฟ้าผ่าโดยรวม อย่างไรก็ตามนักวิจัยอย่างเขาจะไปล่าสัตว์ - และไม่ต้องสงสัยเลยว่าการค้นพบ - แม้แต่พฤติกรรมที่ใหญ่กว่าสำหรับเราที่จะประหลาดใจ

เผยแพร่ครั้งแรกใน Live Science เมื่อวันที่ 14 ธันวาคม 2019 และอัปเดตเมื่อวันที่ 4 เมษายน 2022