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《科学报告》:研究发现闪电为什么会出现分支和闪动

《科学报告》:研究发现闪电为什么会出现分支和闪动

《科学报告》:研究发现闪电为什么会出现分支和闪动

(蜘蛛网eeook.com报道)据cnBeta:巴西国家空间研究所(INPE)的研究人员与美国、英国和南非的同事合作,首次记录了雷击形成和分支的发光结构。通过分析一台超级慢动作相机拍摄的图像,他们发现了为什么雷击会分叉,有时会形成人眼认为是闪烁的发光结构。这项研究得到了FAPESP的支持。一篇概述其结果的文章发表在《科学报告》上。

该项目的主要研究人员Marcelo Magalhães Fares Saba告诉Agência FAPESP:“我们成功地获得了对这些现象的第一次光学观察,并找到了对分支和闪烁的可能解释。”Saba是INPE大气电学组(ELAT)的一名研究员。

研究人员使用超高速数字摄像机记录了2008年至2019年间圣保罗市(巴西)和南达科他州拉皮德市(美国)夏季雷暴期间的200多次向上闪电。上行闪电从高楼或其他地面结构的顶部开始,向上传播到上覆云层。

他们记录的向上闪电是由带正电的云对地闪电触发的,这种闪电更为常见,正如INPE的同一个研究小组在之前的研究中所描述的那样。

Saba说:“例如,当风暴的电场被远在60公里以外的云对地放电干扰时,向上的闪电就会在塔顶或摩天大楼的闪电导体上产生。”

尽管巴西和美国的研究条件非常相似,但只有在美国记录的三个向上的闪电中观察到了发光的结构。这些都是由向云基传播的正向领导放电形成的。

“记录向上闪电的图像的好处是,它们让我们看到这些正极领导从地面到云底的整个轨迹。一旦进入云层,就无法再看到它们,”Saba说。

研究人员发现,有时会在正向导的顶端形成一个低亮度的放电,其结构类似于画笔。Saba说:“我们观察到,这种放电,通常被称为电晕刷,可能会改变方向,一分为二,并确定闪电的路径和它的分支方式。”

当一个向上的闪电分支成功时,它可能向左或向右前进。当分支失败时,电晕刷可能会产生非常短的片段,与分支的头部一样明亮。视频显示,这些片段在电晕刷分裂后的几毫秒内首次出现,并随着分支的头部向云层底部的向上传播而脉动。

萨巴说:“这些闪烁实际上是反复出现的雷电分支的失败尝试,”他补充说,这些闪烁可能解释了为什么多次闪电放电是频繁的,但需要更多的研究来验证这一理论。




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