研究人员解释闪电为什么会出现分支和闪动

IT新视野
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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,首次记录了闪电形成和分支的发光结构。通过分析超慢镜头拍摄的图像,他们发现了为什么闪电会分叉,有时会形成人眼认为闪烁的发光结构。这项研究得到了fapesp的支持。一篇概述研究结果的文章发表在科学报告中。

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马塞洛·马加尔,该项目的主要研究人员ã 萨巴告诉AGê Ncia fapesp:“我们成功地获得了对这些现象的第一次光学观测,并找到了分支和闪烁的可能解释。”Saba是inPE大气电学组(Elat)的研究员。

研究人员利用超高速数码相机,在2008年至2019年间,在巴西圣保罗和美国南达科他州拉皮德的夏季雷暴中,记录了超过200次向上的闪电。向上的闪电从高层建筑或其他地面结构的顶部开始,向上传播到上面的云层。

他们记录到的向上闪电是由带正电荷的云对地闪电触发的,这是更常见的,正如inPE的同一个团队在以前的研究中所描述的那样。

萨巴说:“例如,当风暴电场受到距离60公里的云对地放电的干扰时,塔楼或摩天大楼的避雷针就会产生向上的闪电。”。

尽管巴西和美国的研究条件非常相似,但在美国只有三次记录到的向上闪电观测到了发光结构。这些都是正先导放电向云底传播形成的。

“记录向上闪电的图像的好处是,它们能让我们看到这些正面领导人从地面到云层底部的整个轨迹。一旦进入云层,你就再也看不到它们了,”萨巴说。

萨巴说,研究人员发现,有时正导板顶部会形成一种低亮度的放电,这种放电与电刷的结构类似,“我们观察到这种放电,俗称电晕电刷,可以改变方向,一分为二,并确定闪电的路径和分支方式。”。

当一个向上的闪电分支成功时,它可能向左或向右推进。当分支失效时,电晕刷可能会产生一个非常短的部分,就像分支的头部一样明亮。视频显示,这些片段首先出现在电晕刷分裂的几毫秒内,并随着树枝的头部向上传播到云层底部而脉动。

萨巴说:“这些闪电实际上是重复出现的闪电分支的失败尝试。”他补充说,闪电可能解释了多次闪电放电频繁的原因,但还需要更多的研究来验证这一理论。

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