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      为什么闪电连打两次?

      来源:中国气象报社   发布时间:2019年04月30日08:25
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        与普遍的看法不同,闪电通常连击两次,但闪电通道被“重复使用”的原因始终是一个谜。

        荷兰格罗宁根大学领导的一个国际研究团队利用低频阵列射电望远镜(LOFAR)对闪电闪光进行了研究。研究揭示,雷雨云内部的负电荷并不是在一次闪光中完全释放,而是在中断期内部分地沿前导通道存储起来。这种情况发生在被研究人员称为“针”的结构之中。通过这些针状结构,负电荷可以导致对地面的重复放电。

        该大学的物理学教授奥拉夫·斯霍尔滕解释:“这一研究发现与当前的状况形成鲜明对比。也就是电荷直接通过云的一边顺着等离子通道周围流向云的另一边,或者是到达地面。”

        论文的第一作者布莱恩表示,这些针状结构在LOFAR的“超能力”发挥之前从未被监测到,是因为它的长度为100米,直径不到5米,对于其他的闪电探测系统来说实在是太小太短暂了。LOFAR的开发主要是为了进行射电天文学观测,但是天线的频率范围使LOFAR也很适合进行闪电研究,因为放电会在(甚高频)VHF无线电波段爆发。

        科学家们开发了一种新算法处理LOFAR数据,使他们能够看到两次闪电的甚高频无线电发射。天线阵列以及对所有数据进行精确的时间标记使他们能够通过前所未有的分辨率精确定位放电源。

        研究结果表明,在针状结构形成的位置上,放电通道会发生中断。针状结构看起来是从主通道释放负电荷,之后这些电荷重新进入云中,通道内电荷的减少引起了中断。然而,一旦云中的电荷再次变得足够高,流过通道的电荷就会恢复,从而引发闪电的二次释放。通过这一机制,闪电将在同一区域反复发生。

        论文第三作者、美国新罕布什尔大学教授乔·德怀尔说:“我们新的观测技术显示,闪电中有大量的针状结构,这是前所未见的。”

        布赖恩·黑尔总结称:“通过这些观测,我们看到云的一部分被再次充电,我们可以理解为什么闪电对地面的放电可以重复数次。”

        该研究结果被刊登在4月18日的《自然》期刊上。

        (来源:全球科技新闻服务网站 编译:刘淑乔 责任编辑:栾菲)

        

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