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為什麼閃電會盤旋

圖文更新时间:2024-08-11 23:13:07

巴西國家空間研究所（INPE）的研究人員與美國、英國和南非的同事合作，首次記錄了雷擊形成和分支的發光結構。通過分析一台超級慢動作相機拍攝的圖像，他們發現了為什麼雷擊會分叉，有時會形成人眼認為是閃爍的發光結構。這項研究得到了FAPESP的支持。一篇概述其結果的文章發表在《科學報告》上。

為什麼閃電會盤旋（研究人員解釋閃電為什麼會出現分支和閃動）1

該項目的主要研究人員Marcelo Magalhães Fares Saba告訴Agência FAPESP："我們成功地獲得了對這些現象的第一次光學觀察，并找到了對分支和閃爍的可能解釋。"Saba是INPE大氣電學組（ELAT）的一名研究員。

研究人員使用超高速數字攝像機記錄了2008年至2019年間聖保羅市（巴西）和南達科他州拉皮德市（美國）夏季雷暴期間的200多次向上閃電。上行閃電從高樓或其他地面結構的頂部開始，向上傳播到上覆雲層。

他們記錄的向上閃電是由帶正電的雲對地閃電觸發的，這種閃電更為常見，正如INPE的同一個研究小組在之前的研究中所描述的那樣。

"Saba說："例如，當風暴的電場被遠在60公裡以外的雲對地放電幹擾時，向上的閃電就會在塔頂或摩天大樓的閃電導體上産生。

盡管巴西和美國的研究條件非常相似，但隻有在美國記錄的三個向上的閃電中觀察到了發光的結構。這些都是由向雲基傳播的正向領導放電形成的。

"記錄向上閃電的圖像的好處是，它們讓我們看到這些正極領導從地面到雲底的整個軌迹。一旦進入雲層，就無法再看到它們，"Saba說。

研究人員發現，有時會在正向導的頂端形成一個低亮度的放電，其結構類似于畫筆。"Saba說："我們觀察到，這種放電，通常被稱為電暈刷，可能會改變方向，一分為二，并确定閃電的路徑和它的分支方式。

當一個向上的閃電分支成功時，它可能向左或向右前進。當分支失敗時，電暈刷可能會産生非常短的片段，與分支的頭部一樣明亮。視頻顯示，這些片段在電暈刷分裂後的幾毫秒内首次出現，并随着分支的頭部向雲層底部的向上傳播而脈動。

薩巴說："這些閃爍實際上是反複出現的雷電分支的失敗嘗試，"他補充說，這些閃爍可能解釋了為什麼多次閃電放電是頻繁的，但需要更多的研究來驗證這一理論。

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