闪电有许多奇特的形式。这是《科学》。

闪电千百年来一直吸引着人们的兴趣。它深植于神话、宗教和流行文化中。可以想象北欧神话中的雷神或印度教中的因陀罗。

在澳大利亚,闪电也与重要的创世祖先相关,如第一民族中所示岩画.

闪电有许多不同类型——它以多种方式影响我们的社会和环境。

闪电到底是什么?

闪电是由于云中电荷积累而产生的。这类似于你梳头或跳蹦床时头发竖起,但程度更极端。

相关报道:这个微小的“火花”或许能帮助解开闪电起源之谜

云层的积累是由于不同类型的冻水和液态水在对流产生的上升气流和下降气流中相互碰撞造成的——也就是说,热空气上升,冷空气下降。电荷的积累可以变得极端,以至于电流在空气中流动。这就是我们所看到的闪电。

闪电一闪,我们几乎立刻看到,但雷声随后响起。

声音传播一公里大约需要三秒钟。计算闪光和雷声之间的时间可以告诉你到闪电的距离。只需数秒数,再除以三即可得到公里的距离。

地球也不是唯一有闪电的地方。科学家们最近也在火星上探测到了第一次。

云与地闪电对人类安全构成真实风险,每年全球都有大量死亡事故。(菲利普·唐/佩克塞尔斯)

闪电的主要类型

地球上主要有两种闪电类型:

  • 云内(或云间)闪电从云的一部分移动到另一部分,却从未到达地面。它可能看起来像云短暂发光,有时整朵云似乎都被照亮,有时却看不到闪电实际走过的细长路径。当云中不同部分的电荷积累差异很大时,它就会发生这种情况,这很常见,因为闪电通常不需要传播很远。
  • 云到地当云层与地面之间的电荷积累差异很大时,就会发生闪电。这或许是最著名的闪电类型。虽然令人印象深刻,云到地闪电对人类安全构成真实风险,导致许多已知死亡每年.

罕见的闪电类型

还有一些更为罕见、甚至更壮观的闪电类型:

  • 热原闪电在某些情况下,会与极端丛林火灾同时发生。这些火灾有时会在烟雾中产生闪电,称为火积雨云。这道闪电点燃远方的新火就像2009年墨尔本附近的黑色星期六那样。同样,闪电有时也会出现在其他热羽流中,如火山喷发或核弹爆炸。
  • 上层大气与闪电相关的光现象,也称为”瞬态发光事件包括精灵、蓝色喷气机、精灵和小精灵。科学仍在努力理解这些特征为何具有不同特征和颜色的细节。例如,精灵看起来像发光的红色水母,而蓝色喷射体则是向天空射出的巨大蓝宝石光束。精灵看起来像发光的红色光环,而小精灵则是雷暴顶端闪烁的电蓝色光芒。
  • 球状闪电据说多年来许多人都曾见过,但与其他奇异现象的说法类似,比如尼斯湖水怪或者说是外星人,这尚未被科学验证。例如,人们看到漂浮的光球可能有其他各种解释,比如新南威尔士州内陆的Min Min灯,可能因远处汽车大灯.
不同类型的瞬态发光事件的示意图(NOAA NSSL)

变暖世界中的闪电

引发闪电的雷暴通常表现为高大的滚滚云,称为积雨云。它们看起来像漂浮在天空中的巨型花椰菜,成熟的雷暴时顶端呈铁砧状。

我们的近期研究关于雷暴和其他天气系统的预测表明,自1970年代以来,澳大利亚北部的雷暴数量减少,东南部则更多。关于如何实现,仍存在相当大的不确定性气候变化影响雷暴和闪电。

一般来说,我们知道较暖的空气能容纳更多水蒸气,这可能有助于燃料更强烈的对流风暴和闪电.

如果在更温暖的世界发生更多闪电,这种增加反过来可能引发更多的变暖。这是因为闪电会分解大气中的氮和氧分子,产生臭氧其具有变暖效应关于大气层。臭氧还会加剧空气污染,因为它是呼吸道刺激物。

然而,闪电远非全球变暖的主要原因,需要更多研究来了解闪电在变暖气候中的重要性。

所以下次你在暴风雨中观看这场壮观的光影秀时,或许可以考虑闪电可能呈现的各种形式。它是我们所生活的世界以及其他世界的奇迹之一,值得从安全距离欣赏。

安德鲁·道迪极端天气首席研究科学家,墨尔本大学;詹妮弗·卡托数学与统计学副教授,埃克塞特大学, 和罗宾·斯科菲尔德副教授兼副院长(环境与可持续发展),墨尔本大学

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