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科学家发现全球闪电最密集地区

科普小知识2022-06-19 01:54:06
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委内瑞拉的马拉开波湖是世界上闪电最多的地方。资料来源:美国航天局/Flickr

该报的专家建议,如果你不想被闪电击中,不要呆在开阔区域或高物体附近。但是如果你想更安全,请远离委内瑞拉中部的马拉开波湖。卫星数据显示,在那里的一平方公里区域(位于南美洲北部),闪电每年会袭击200多次。

美国西雅图华盛顿大学的大气物理学家罗伯特·霍尔兹沃斯没有参与这项研究,他说:“马拉卡勒湖是世界上最大的闪电发生器。”

这一发现来自一颗名为热带降雨测量任务的人造卫星携带的仪器,该卫星于1997年至2015年在轨道上运行。

巴西圣保罗大学的气象学家雷切尔·阿尔布雷特(Rachel Albrecht)指出,这颗卫星绕地球运行的轨道覆盖北纬38度(相当于希腊雅典的纬度)和南纬38度(位于澳大利亚墨尔本南部)之间的每个角落。它一次可以观察到大约600平方公里的面积。Albrecht强调说,这颗卫星每天飞行约1.3至6次,每次飞行时间约为90秒。

Albrecht和她的同事计算了从1998年到2013年卫星每10平方公里发现的闪电数量。后来,研究人员根据每年每平方公里的观测结果,统计了地球上前500个闪电热点。(数据显示,由于卫星每天只能观察每个点约10分钟,热区最热的地方一年可能被闪电击中数万次。研究人员表示,许多气象学家早就注意到,这种从天基调查中收集硬数据的方法正在成为一种普遍趋势。

总的来说,陆地上的闪电比海上的更频繁,夏天的闪电比冬天多,闪电出现在当地时间中午到下午6点之间。这些因素中的每一个都随着高空和地面空气之间的温差而增加,这反过来又增加了上升的潮湿空气量,从而为雷暴提供了“燃料”。

当然,例外比比皆是,但马拉卡勒湖的闪电热点地区有三种趋势:大部分闪电发生在午夜至凌晨5点之间的湖面上,通常是在春末秋初。总而言之,卫星发现在美国康涅狄格州大小的马拉开波湖,每年每平方公里大约有233次闪电。研究人员在2016年12月出版的美国气象学会杂志上报道了这一结果。

Albrecht指出,世界上许多闪电热点都与陡峭的地形有关,这有助于建立冷气团和暖气团之间的冲突,从而推动雷暴的发展。

这项新研究的合著者、马里兰州格林贝尔特国家海洋和大气管理局的大气物理学家史蒂文·古德曼说,世界上至少有14个大湖,包括非洲的维多利亚湖和坦噶尼喀湖,也是闪电热点。他说,尽管马拉开波湖是所有热点中最热的,但中非仍是受闪电影响最严重的地区——世界“500强”中有283个位于那里。

闪电是云层之间、云层和地面之间或云层部分之间的强烈放电(通常出现在积雨云中)。通常,风暴云(积雨云)产生电荷,底层为负,顶层为正。它们还在地面上产生正电荷,并随云移动。正电荷和负电荷互相吸引,但空气不是良导体。正电荷冲到树、小山、高楼甚至人体的顶部,试图与带负电荷的云相遇。带负电的树枝状触须向下延伸,接近地面。最后,正电荷和负电荷最终克服空气障碍并连接起来。一股巨大的电流沿着一条导电的气道从地面直泻到云层,产生了明亮耀眼的闪光。一道闪电可能只有几百米长(最短100米),但最长可达几公里。闪电的温度从17000摄氏度到28000摄氏度不等,相当于太阳表面温度的3到5倍。极热的闪电导致沿途的空气剧烈膨胀。空气快速流动,从而形成波浪并发出声音。(赵茜·Xi)

《中国科学日报》(2017-003第二版国际版)