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科學儀器助力科學家揭開閃電的奧秘
2020年04月24日 08:38:04
來源：化工儀器網 點擊量：5946
閃電是云與云之間、云與地之間或者云體內各部位之間的強烈放電現象，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。
【化工儀器網 行業動態】閃電是云與云之間、云與地之間或者云體內各部位之間的強烈放電現象，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生碰撞，繼而使得空氣輕度電離并發出光亮，又因為空氣在連續電離的過程中只發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。經過大量的實驗，科研人員在2018年就成功創建了一種閃電的模擬技術，能夠準確地捕捉到閃電發生的時間和地點。據悉，該閃電預測模型模擬了5年的閃電，可以解決10公里以內的細節，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，還準確捕捉到了閃電發生的時間。
不僅如此，瑞士洛桑聯邦理工學院的科學家還成功開發了一套結合了標準氣象數據和人工智能方法，可預測閃電將于何時何地發生的操作簡單、低成本的AI系統。
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年在俄克拉荷馬發現了一道長達321公里的閃電，據計算，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展與進步，用于檢測閃電大小的的儀器已經不僅僅是天線和雷達的地基系統，人造衛星、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。據了解，近幾次成功測繪巨型閃電的大小，是科學家們在環繞地球的兩顆衛星上安裝了傳感器，獲取了地球風暴的大范圍圖像后，通過高分辨率的衛星圖像結合地面“閃電成像陣列”的數據后才知曉的。
雖說超級閃電的危險系數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帶去的消極影響。
對于閃電的研究仍在繼續。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。
參考資料來源：百度百科、Phys.org、中國科學報、新浪科技
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