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儀器網(wǎng) 能源環(huán)境】閃電是云與云之間、云與地之間或者云體內(nèi)各部位之間的強烈放電現(xiàn)象,除了常見的線性閃電外,還有片狀閃電、帶狀閃電、球形閃電、鏈形閃電、黑色閃電等較為特殊的閃電。雖然在日常生活中,我們時常能看見閃電,對閃電的躲避、防擊等都有了一定的知識儲備,但其實我們對于閃電仍然是比較陌生的。為了解開閃電的奧秘,科研人員堅持對閃電進行一系列深入的研究。
閃電預測技術正在進步
經(jīng)過研究后得知,閃電是由多次放電脈沖組成的,而脈沖之間的間歇時間都很短,后面的脈沖會沿著第一個脈沖的通道行進。在脈沖運動過程中,
電子與空氣分子會發(fā)生碰撞,繼而使得空氣輕度電離并發(fā)出光亮,又因為空氣在連續(xù)電離的過程中只發(fā)生在一條狹窄的通道中,因此形成的閃電的電流強度很大。雖然閃電在一定程度上能使地球表面的生物免遭紫外線過量的照射,也能殺死大氣中大多數(shù)細菌和
微生物,但巨大的電流強度有時也會摧毀樹木、房屋甚至是危害人們的生命安全與健康。
基于閃電的巨大威力,為幫助人們避免遭遇閃電的負面影響,科研人員在閃電的預測上注入了大量的心血。經(jīng)過大量的實驗,科研人員在2018年就成功創(chuàng)建了一種閃電的模擬技術,能夠準確地捕捉到閃電發(fā)生的時間和地點。據(jù)悉,該閃電預測模型模擬了5年的閃電,可以解決10公里以內(nèi)的細節(jié),幫助研究人員準確地模擬對流云的形成過程。雖然蓋模型需要對霰的形成做出假設,但該模型不僅準確指出了南美洲、非洲和東南亞的閃電熱點地區(qū),還準確捕捉到了閃電發(fā)生的時間。
不僅如此,瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院的科學家還成功開發(fā)了一套結(jié)合了標準氣象數(shù)據(jù)和人工智能方法,可預測閃電將于何時何地發(fā)生的操作簡單、低成本的AI系統(tǒng)。
閃電測繪技術迎來升級
在小編的認知中,一直把能照亮房間的閃電當做巨大的閃電,但對閃電的長度沒有什么概念,也不清楚閃電的規(guī)模到底能有多大。一般來說,正常的閃電長度在1-20公里之間,而巨型閃電的長度當然不止繞著操場跑50圈:早在1956年,一名氣象學家就用雷達探測到了一條跨度長達100公里的閃電;2007年在俄克拉荷馬發(fā)現(xiàn)了一道長達321公里的閃電,據(jù)計算,該道閃電照亮了67845平方公里的地面;2017年,積聚在美國中部上空的風暴云釋放出的一道長度超過500公里的閃電照亮了得克薩斯州、俄克拉荷馬州和堪薩斯州的天空。
如今,隨著科學技術的不斷發(fā)展與進步,用于檢測閃電大小的的儀器已經(jīng)不僅僅是天線和雷達的地基系統(tǒng),人造衛(wèi)星、地球同步閃電成像儀等儀器也助力了巨型閃電的深度探索。據(jù)了解,近幾次成功測繪巨型閃電的大小,是科學家們在環(huán)繞地球的兩顆衛(wèi)星上安裝了傳感器,獲取了地球風暴的大范圍圖像后,通過高分辨率的衛(wèi)星圖像結(jié)合地面“閃電成像陣列”的數(shù)據(jù)后才知曉的。
雖說超級閃電的危險系數(shù)并不一定高于普通閃電,攜帶的能量也不一定更多,但對閃電進行預測,不僅能深度了解大自然的力量,在一定程度上也可以預防并減小閃電對人們的生活和生產(chǎn)帶去的消極影響。
對于閃電的研究仍在繼續(xù)。未來,相信在科學儀器的幫助下,閃電的奧秘能被一一揭開,我們也能成功收集和利用閃電的能量,繼而造福人類。
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