闪电的别样打开方式( 二 )


而人工引雷触发闪电的过程 , 和自然闪电的过程是十分相似的 , 所以能提供最接近真实的自然雷电模拟源 。 人工引雷实验可以使闪电的发生在时间和空间上有一定的可预知性和可控制性 , 便于集合多种手段同步观测 。 人工引雷可以为认识闪电发生发展的物理本质提供条件 , 为雷电定位系统提供标定源 , 并进行真实条件下雷击防护测试 。
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向上的“闪电”
如果我们从太空中看云层 , 还会看到很多地球高层大气中的特殊放电现象 。 因为这些现象的出现具有短暂性和神秘性 , 他们的名字也都十分梦幻可爱 , 比如“红色精灵”、“淘气精灵” 。
但他们体型巨大 , 足以在大气层中延绵数十公里 。
闪电的别样打开方式
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太空视角的红色精灵
红色精灵(redsprite)是在雷暴上空中高层大气中出现的一种空气介质击穿现象 。 在距地表五六十公里的高度上气压很低 , 空气非常稀薄 , 在这种低气压条件下 , 强烈的闪电产生的电场扰动容易导致空气介质的电击穿 。 相对普通闪电来说 , 红色精灵是出现在中高层大气中的放电现象 , 是强度很大的普通闪电在雷暴上空的广阔空间引起的进一步放电 。
闪电的别样打开方式
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贵阳天空出现的红色精灵
红色精灵上半部是红色 , 底部则渐渐转变为蓝色 , 通常发出巨大但微弱的闪光 , 但只能持续几到几十毫秒 , 如鬼魅一般难以捉摸 , 也称为“幽灵闪电”· 。
闪电的别样打开方式
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中高层大气放电现象
红色精灵是最常见的中高层大气放电现象 , 其他还有蓝色喷流(bluejets)、淘气精灵(elves)和光晕(Halo)等 。 但这些“精灵”都出现在浓厚雷暴云上空的中高层空间中 , 因为云层的遮挡 , 地面上的观测者无法通过肉眼看到 。 不过国际空间站在距地球400多公里的高空运行 , 为观察中高层大气放电现象提供了完美的视角 。
闪电的别样打开方式
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国际空间站捕捉到的蓝色喷流
目前针对红色精灵和蓝色喷流已经进行了很多观测 , 但关于其具体的形成机制还有待进一步的研究探索 。
图片来源网络
参考文献
1.郄秀书张其林袁铁.雷电物理学(地学卷)(精)[M].科学出版社,2013.
2.杨静,冯桂力.中国大陆地区雷暴上方的巨大喷流[J].科学通报,2012,57(34):3301-3311.
3.维基百科.红色闪电
4.Ren,H.,Lu,G.,Cummer,S.A.,Peng,K.-M.,Lyons,W.A.,Liu,F.,etal.(2021).Comparisonbetweenhigh-speedvideoobservationofspritesandbroadbandsfericmeasurements.GeophysicalResearchLetters,48,e2021GL093094.https://doi.org/10.1029/2021GL093094.
美编:陈添鑫
校对:李玉钤、赵娜