什么是不同类型的闪电?

在爱荷华州风暴期间的云到地面闪电。凯文冰头/ noaa照片库

虽然我们倾向于认为闪电作为从天空中撞到地球的螺栓,闪电可以击打地面或击中云层或空中。据美国国家严重风暴实验室介绍,云层内部有五到10倍,因为存在云到地面袭击。这是一个看看可能发生的不同种类的闪电雷雨

云到地面闪电

随着负面电荷在雷暴的基础内生长,正电荷开始在地球表面内汇集,无论它走在哪里都会遮挡风暴。这对几乎所有云到地闪电负责,如上所述所示。通过云到地面闪电,一条阶梯式领导者从负云底座向下倾斜,通过一个被称为“正飘带”的电离空气柱拦截,该柱子被射击,以便从带正电的地面满足它。当两个连接时,云和地面之间的剧烈电流咆哮,形成闪电。多个正射门有时会竞争同一阶梯的领导者。

在雷暴下几乎任何接地的物体或生物都可能吸引一首阶下的领导者,但闪电是懒惰的,所以更越越好。树木,高楼,塔楼和天线是最受欢迎的目标,与民间智慧相反,闪电可以罢工两次。

intracloud和云到云闪电

intracloud Lightning.
Intracloud Lightning从未离开形成的云。 Noaa.

大约四分之三的地球上的所有闪电从来没有留下它形成的云,内容在风暴中找到相反带电粒子的另一个区域。这些罢工被称为“Intracloud Lightning”,但它们有时也称为“薄片闪电”,当时,从我们的有利位置亮起云表面上的发光板。当分支螺栓沿着云的下侧蠕动时,会发生“蜘蛛闪电”(见下面的照片)。

蜘蛛闪电
蜘蛛闪电是长期,水平行驶的闪光经常在云下侧看到。 Noaa.

闪电也有时也会离开云,但留在天空中,这是一种可以采取多种形式的现象。它可能会跳到另一个云,如果附近建立了足够的费用,它可能只是在风暴周围击打空气。

虽然基于云的闪电通常不会在表面上打扰人类,但它可以与我们的飞机,火箭和其他飞行机器造成严重破坏。飞行路径通常通过大雷暴直接引导乘客喷气机,而闪电通常沿着飞机的外部穿过,并且很难在这种情况下完全保护任何电气系统。2009年,公司官员表示,在大西洋消失之前,法国航空公司飞行447可能会被闪电击中 - 在丢失电力系统的电力之前,它飞入热带风暴 - 尽管各种其他因素可能会复杂化。Cape Canaveral的美国宇航局工程师也经常通过佛罗里达无情的夏季雷雨闪电困扰,可以推迟推出和损坏昂贵的设备。

从蓝色螺栓

从蓝色螺栓
佛罗里达大学的闪电研究小组用高速相机从蓝色捕获了这款螺栓。 佛罗里达大学闪电天文台

大部分雷击是消极的,从云基到带正电的地面下降。但在大雷暴中,一个增压的正螺栓可能从云的上部区域发射出来,在撞到带负荷地球的遥远的部分之前从风暴中飞行。有时候旅行最多25英里,这些罢工可以偷偷摸摸,这些人甚至不知道雷暴就在附近 - 因此的名字“从蓝色螺栓。“除了隐身和罕见的外,来自蓝色的螺栓也比普通雷击更强大,因此导致更多的身体和财产损失。

2019年5月,佛罗里达州的一个女人无意中捕获了这种积极闪电的螺栓。它扭曲了窗户 - 和她:

球闪电

在世界各地的雷暴期间报道了浮动电影 - 甚至在实验室中重新创建- 但已难以核实自然核实。如果天然球闪电确实存在,它是短暂的,不稳定和罕见的。尽管如此,还有诱人的提示,如下面的视频,这是真实的。

科学家们还有一个关于球闪电性质的有趣理论。对于2018年3月发布的一项研究,研究人员创造了一种称为Bose-Einstein冷凝物的过冷状态,然后将其磁场绑成复杂的结。这产生了一个叫做“Shankar Skyrmion”的量子对象,这是40多年前的理论化,但从未在实验室中成功创建过。

Skyrmion是一种“原子磁矩的打结配置”,根据a陈述从阿默斯特大学,基本上是一组互锁磁场。(作为生活报告,它的样式就像一群连接的钥匙环。)这种打结的磁场是球闪电拓扑理论的关键,研究人员说明了,这描述了由打结的磁场磁通磁通的热气体等离子体。由于难以使等离子体的磁结的难度,球闪电在理论上可能比典型的螺栓更长。

瞬态发光事件

闪电不是唯一的电气技巧雷暴有袖子。有另一个奇怪的幽灵般的灯光,大多数人从未看到过,围绕暴风雨的高层大气跳舞。他们并不是在传统的感觉中真正闪电 - “瞬态发光事件”或“大气光学现象”是首选条款 - 但我们仍然对他们来说仍然不太了解。

来自飞机的精灵
精灵的彩色图象,取自飞机。 美国宇航局/阿拉斯加大学Fairbanks / Wikimedia Commons

精灵是巨大的光线,直接出现在活跃雷暴上方,通常与下面的强大,带正电荷的云到地闪电相对应。由于大多数大多数呈红,这些蝇耀斑才能从云的顶部射击到60英里,虽然它们弱到持续时间,但仍然持续下降,并且很少超过几秒钟。Sprites的形状已经与柱子,胡萝卜和水母进行了比较,但它们的微弱充电和柔软的发光意味着它们很少被肉眼察觉出来 - 事​​实上,直到1989年,他们没有照片证据。然而,从那时起,就没有了精灵已经拍照从地面拍摄,从飞机和空间拍摄。

蓝色喷气机
蓝色喷气机只有一秒钟的一小部分。 Noaa.

蓝色喷气机它们听起来像:蓝能的光束,爆炸雷暴的顶部进入周围的天空。但尽管名称直接,但它们是更神秘的瞬态发光事件之一,因为它们与云到地闪电没有直接相关,并且与局部磁场没有对齐。随着发光的蓝白条纹从云中出现,它们以狭窄的锥体向上延伸,逐渐扇动并在大约30英里的高度上散发。蓝色喷气机只有一秒钟的一小部分,但已经被飞行员见证,甚至捕获了视频。

精灵在雷暴中捕获
ELF的图像被空间动态实验室捕获。 犹他州大学

精灵像精灵一样,发生在一个有源云到地闪电的区域上,也发现在电离层中。这些发光,迅速扩张的圆盘可以伸出300英里,但它们持续不到千分之一的秒,即使在你的方式上没有雷雨,也会使他们难以解决。美国宇航局在1992年发现了精灵,当时航天飞机上的低光摄像机录制了一个行动,科学家认为它们是由从雷暴进入电离层的电磁脉冲引起的。

闪电活动包括精灵和精灵
闪电活动包括精灵,精灵和蓝色喷气机。 Noaa.

雷电安全

在过去的30年里,更多的美国人每年被雷电杀死,而不是飓风或龙卷风,但由于死亡人数在更多的时间和距离,它是“最顽固的天气危险," according to NOAA. For some reason, a lot more men die from lightning strikes than women — since 2006, more than 78 percent of U.S. lightning fatalities were male. Lightning is also more frequent and severe in certain parts of the country, especially Florida, Texas and other states near the Gulf of Mexico.

云到地面闪电罢工可以通过几种方式攻击人们。在雷暴期间出现在开放 - 或者之后30分钟 - 不是一个好主意,也不是靠近任何高的东西,就像树或杆一样。但是,理想情况下,你应该在里面,无论如何。

最好的地方是具有管道和电气布线的建筑物,因为它们会比人体更好地开展电力。露出开口的结构不安全,包括棚子,车库,野餐庇护所,棒球防空和露天体育场。如果你被困在外面,试着进入一个带窗户的封闭的金属车,卷起,避开了开放式驾驶室,如敞篷车,高尔夫球推车,拖拉机或施工设备。

游泳池在雷暴期间是众所周知的危险因素,因为水如此容易地进行电力。除了金属,另一个顶部导体,水还可以帮助闪电侵入我们的家园和企业,让它通过管道和电气系统。螺栓可以直接击落建筑物或穿过电力线路,潜在地用电脑用电脑进行淋浴的任何人,或者当时在电话上通话(陆地线是主要风险;手机通常是安全的风暴)。即使没有预期龙卷风,建筑物的最安全部分也是内饰,远离窗户,水和电器。