高速攝像機(jī)捕捉到的圖像顯示，幾個(gè)避雷針試圖連接到向下的物理放電。Credit: Diego Rhamon/INPE
（神秘的研究地球uux.cn）據(jù)美國物理學(xué)家組織網(wǎng)（by José Tadeu Arantes, FAPESP）：憑借高速相機(jī)和在正確時(shí)間出現(xiàn)在正確地點(diǎn)的運(yùn)氣，巴西國家空間研究所(INPE)的快報(bào)科學(xué)研究員物理學(xué)家Marcelo Saba和博士候選人Diego Rhamon獲得了一張獨(dú)特的閃電圖像，顯示了與附近建筑物的家用機(jī)獲揭示聯(lián)系細(xì)節(jié)。
這張照片出現(xiàn)在2022年12月28日發(fā)行的高速工作《地球物理研究快報(bào)》(GRL)的封面上，其中有一篇以薩巴為第一作者的照相針何文章。
“這張照片是圖像在圣保羅州圣若澤多斯坎波斯的一個(gè)夏日傍晚拍攝的，當(dāng)時(shí)一個(gè)帶負(fù)電的避雷閃電以每秒370公里的速度接近地面。當(dāng)它距離地面幾十米時(shí)，地球得的獨(dú)特附近建筑物頂部的物理避雷針和高物體產(chǎn)生正向向上的放電，競爭連接到向下的研究雷擊。連接之前的快報(bào)科學(xué)最終圖像是在閃電擊中其中一座建筑物之前的千分之二十五秒獲得的，”Saba說。家用機(jī)獲揭示
他使用了一臺(tái)每秒拍攝4萬幀的高速工作相機(jī)。當(dāng)視頻以慢動(dòng)作播放時(shí)，它顯示了閃電放電的行為，以及如果保護(hù)系統(tǒng)安裝不當(dāng)，它們會(huì)有多危險(xiǎn):盡管附近有30多個(gè)避雷針，但雷擊并沒有連接到它們，而是連接到一座建筑物頂部的煙囪。“安裝過程中的一個(gè)缺陷導(dǎo)致該區(qū)域沒有受到保護(hù)。30，000安培放電的影響造成了巨大的破壞，”他說。
平均而言，所有雷擊中有20%涉及云和地面之間的放電交換。另外80%發(fā)生在云層中。幾乎所有接觸土壤的撞擊都是云對地放電。向上的撞擊也會(huì)發(fā)生，但很少發(fā)生，而且是從高山、摩天大樓、高塔和天線等高層建筑的頂部開始。根據(jù)轉(zhuǎn)移到地面的電荷，雷擊也可分為負(fù)雷擊和正雷擊。
“雷擊距離可長達(dá)100公里，傳輸電流高達(dá)30，000安培，相當(dāng)于30，000個(gè)100瓦燈泡同時(shí)使用的電流。在某些情況下，電流可以達(dá)到30萬安培。典型的雷擊溫度為30000攝氏度，是太陽表面溫度的五倍，”薩巴說。
雷擊是如何形成的
他解釋說，這一切都始于云電氣化。這種機(jī)制知之甚少，但基本上涉及冰顆粒、水滴和冰雹之間的摩擦，釋放電荷，并在不同的云區(qū)之間產(chǎn)生極性，電勢差從1億伏到10億伏不等。
“記住，風(fēng)暴云是巨大的結(jié)構(gòu)。底部距離地面2公里至3公里，頂部高度可達(dá)20公里，直徑可達(dá)10公里至20公里，”他說。
當(dāng)電荷尋找電阻最小的路徑，而不是最短的路徑，也就是直線時(shí)，雷擊就會(huì)分叉。阻力最小的路徑通常是曲折的，它是由不均勻的大氣的不同電特性決定的。“由多次放電組成的雷擊可持續(xù)2秒鐘。然而，每次放電只持續(xù)幾分之一毫秒，”薩巴說。
他補(bǔ)充說，避雷針既不吸引也不排斥雷擊。它們也不像過去認(rèn)為的那樣“排放”云。它們只是為閃電提供了一條簡單安全的接地路線。
因?yàn)橐揽勘芾揍樀谋Ｗo(hù)并不總是可能的，而且大多數(shù)大氣放電發(fā)生在熱帶地區(qū)的夏季，所以值得考慮Saba的建議。“下午的暴風(fēng)雨比早上更頻繁，所以夏天下午的戶外活動(dòng)要小心。如果你聽到雷聲，找個(gè)地方躲起來，但千萬不要躲在樹下或電線桿下，也不要躲在搖搖欲墜的屋頂下，”他說。
“如果你找不到安全的地方躲避，就呆在車?yán)铮蕊L(fēng)暴過去。如果沒有汽車或其他遮蔽物，雙腳并攏蹲下。不要直立或平躺。在室內(nèi)，避免接觸電器和固定電話。”
被雷擊中幸存是有可能的，這樣的例子很多。如果患者迅速接受治療，幾率會(huì)增加。“心臟驟停是死亡的唯一原因。在這種情況下，心肺復(fù)蘇是推薦的治療方法，”薩巴說。
Saba在2003年開始用高速攝像機(jī)系統(tǒng)地研究閃電，此后建立了一個(gè)高速拍攝的閃電視頻集，成為世界上最大的視頻集。
相關(guān)文章
精彩導(dǎo)讀
熱門資訊
關(guān)注我們
