反向閃電

反向閃電 又被稱為“大噴氣式飛機(jī)”。與大多數(shù)常見的閃電不同,它沒有劈向大地,而是從雷暴云上部射向高空的電離層。這一閃電威力巨大,釋放出高能電荷,迅疾射向75公里的高空。由于這種罕見的閃電持續(xù)時(shí)間僅僅有1秒鐘,稍縱即逝,因此杜克大學(xué)的科學(xué)家抓拍下的這張“反向”閃電照片可謂彌足珍貴。

美國(guó)科學(xué)家日前抓拍下一次非常罕見的閃電,與大多數(shù)常見的閃電不同,這次閃電沒有劈向大地,而是從雷暴云上部射向高空的電離層。這一閃電威力巨大,釋放出高能電荷,迅疾射向75公里的高空。 由于這種閃電釋放的電能比普通閃電要大得多,這種閃電又被稱為“大噴氣式飛機(jī)”。
這種閃電與通常見到的閃電類似,但又是兩種完全不同的自然現(xiàn)象。庫(kù)莫已經(jīng)將這一發(fā)現(xiàn)撰文發(fā)表在最新的《自然-地理科學(xué)》雜志上。
庫(kù)莫教授介紹說,從測(cè)量結(jié)果看,普通閃電的放電量和“大噴氣飛機(jī)”是可比的,不過“大噴氣飛機(jī)”的速度和作用的距離比普通閃電要大許多。這是因?yàn)椋瑥睦妆┰粕喜恐粮呖盏碾婋x層空氣稀薄,閃電遇到的阻力要小許多。“大噴氣飛機(jī)”通常在雷雨天氣出現(xiàn),可以射向90公里遠(yuǎn)的高空。

盡管每次雷暴天氣時(shí),都會(huì)電閃雷鳴,但是這種“反向”閃電十分罕見。從2001年起,人們只抓拍下5次“反向”閃電的照片。由于這種罕見的閃電持續(xù)時(shí)間僅僅有1秒鐘,稍縱即逝,因此杜克大學(xué)的科學(xué)家抓拍下的這張“反向”閃電照片可謂彌足珍貴。
北卡羅來納州杜克大學(xué)的史蒂芬·庫(kù)莫和同事近日在觀測(cè)閃電時(shí),碰上了這次“反向”閃電,幸運(yùn)地是他們還抓拍下這一罕見現(xiàn)象。
庫(kù)莫介紹說:“盡管光線較弱,但由于是滿月,我們及時(shí)拍攝到了。當(dāng)時(shí)那一瞬間大約只有1秒鐘,不過我們同時(shí)進(jìn)行了磁場(chǎng)測(cè)量。結(jié)果顯示,這次閃電向電離層放射了大量電荷,放電量約為1000到2000庫(kù)侖。”
罕見反向閃電奇景:強(qiáng)度為普通閃電千倍
2008年夏天,美國(guó)研究人員捕捉到一次罕見的“反向閃電”奇觀。據(jù)他們介紹,反向閃電與擊向地面的強(qiáng)度最大的閃電威力一樣大。

這些罕見的反向閃電被稱為“巨大噴流”(gigantic jet),以前有人曾看到它們進(jìn)入距雷雨云端56英里(約合90公里)的大氣最高層。不過,研究人員僅數(shù)次看到巨大噴流,因此對(duì)這種不同尋常的閃電的威力和電活動(dòng)知之甚少。2008年7月21日,美國(guó)杜克大學(xué)電氣工程師史蒂文·庫(kù)摩爾(Steven Cummer)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組受到了幸運(yùn)女神的眷顧。
他們?cè)诙趴舜髮W(xué)校園內(nèi)架設(shè)了一臺(tái)自動(dòng)攝像機(jī),研究從校園周圍經(jīng)過的暴風(fēng)雨釋放的磁活動(dòng)。庫(kù)摩爾說:“我的研究小組確實(shí)對(duì)研究高層大氣中獨(dú)特的閃電現(xiàn)象很感興趣。”這個(gè)研究項(xiàng)目進(jìn)行到六個(gè)月的時(shí)候,熱帶風(fēng)暴“克里斯托瓦爾”(Cristobal)恰巧從杜克大學(xué)上空經(jīng)過,攝像機(jī)幸運(yùn)地捕捉到這次暴風(fēng)雨釋放的巨大噴流。
庫(kù)摩爾說:“我們之前基本上對(duì)巨大噴流的電子屬性一無所知,所以風(fēng)暴過后,我們立即開始分析數(shù)據(jù),了解剛才發(fā)生的情況。”研究人員發(fā)現(xiàn),反向閃電攜帶了144庫(kù)侖的電荷。庫(kù)摩爾說:“這個(gè)巨大噴流射向高層大氣的能量同強(qiáng)度最大的閃電的能量一樣多,也就是說,反向閃電的威力是普通閃電的100至1000倍。”
這一發(fā)現(xiàn)令庫(kù)摩爾研究小組十分震驚,因?yàn)檫@是第一份有關(guān)電荷可以從對(duì)流層向電離層直接移動(dòng)的確鑿證據(jù)。庫(kù)摩爾說,在此之前,“我們不清楚巨大噴流是否同高層大氣發(fā)生電接觸,向暴風(fēng)雨放電。暴風(fēng)雨同高層大氣存在電聯(lián)系,驅(qū)使放電過程,這著實(shí)令我們倍感驚訝。”