風暴中的閃電直擊海面
閃電往往會引起人們的敬畏和恐懼,當電力畫作一道長蛇劃過天空伴隨著隆隆的雷聲,你會全身心的感受到它的威壓。其實一般大家在城市中遇到的雷暴天氣並不會有那麽的極端和惡劣,但是一旦到了大海之上,來臨的雷暴,我們也叫海上風暴,往往會成爲水手們的噩夢。 從古至今,人們對于海上雷暴就心存恐懼,古代中國有著雷公電母,西方世界有著宙斯。人們認爲,他們的形成都是有神力催動的。
海上雷暴很可怕,不要以爲個個都是傑克
最近,美國《地球物理研究雜志》(Geophysical Research Letters)表示,他們的研究人員經過研究發現了一些海上雷暴的秘密,尤其事對于雷暴頻繁的“死亡海域”地區的研究。研究人員發現,這些所謂的雷暴多發海域,他們都有一個共同的特點,那就是這些海域都是大型船只通航頻繁的航道。事實上,往往航線密集,船只串流不息的海域發生海上雷暴的頻率是正常預報的兩倍以上。這也許就是海淘的力量吧。
大氣中粒子的藝術呈現
研究人員發現,如果在條件允許的情況下,對著大氣層來個粒子脈沖,那麽恭喜你,你將制造一場風暴,並形成閃電。
雷暴的形成簡圖
閃電在沒有形成前,雲層中的物質以冰,液態水爲主。在一種被稱之爲上升氣流的雲層中的上下運動(簡單說,忽上忽下)。隨著較重的小冰粒在重力的作用下向下運動,這種小冰粒我們稱之爲“霰”也叫軟雹,他們由白色不透明的球形或錐形(直徑約2~5mm)的顆粒組成的固態降水形成。而較小的粒子由于上升氣流向上運動與向下軟雹彼此之間産生多次碰撞,從而産生了電能。因爲軟雹通常攜帶負電荷,而那些粒子中帶有正電,所以他們在經過激烈碰撞後便會産生火花帶來閃電。
閃電
如果你是刻意想要制造更多閃電,你基本上只需要液態水,冰凍液滴和雪冰晶體共存于雲中這個潛在條件。但他們只是雲中本身就有的構造,如果他們幹淨且不含雜質,那麽向上氣流帶來的空氣中的粒子非常少的。那麽上下運動以及碰撞的過程會非常短暫,它們會很快轉化成水,並因爲重力原因快速下降形成降雨而不是雷電。但是如果空氣中的微小粒子很多,或者你拿著個大型粒子發射器往積雨雲中瘋狂發射,那麽閃電馬上就來啦。
換句話說,空氣中的微小碎屑可以産生雷暴!
印度洋航線上的船只(衛星拍攝)
但是,人類活動(例如驅動廢氣,煤和天然氣發電廠的排放,以及船只排放)釋放這些顆粒的程度講,我們還不清楚到底對地球上的閃電産生了多大的影響。 2004年,華盛頓大學的羅伯特·霍爾茨沃思(Robert Holzworth)開始創建一個名爲“全球閃電定位網絡”的傳感器網絡,以幫助解決這個問題。
通過挖掘數據,最終傳感器在位于阿拉巴馬州亨茨維爾的美國航空航天局馬歇爾太空飛行中心,由研究員卡特裏娜·維爾特(Katrina Virts)操作落地,終于讓大家清晰地看到了每日地球上閃電發生的位置。
根據數據發現,大多數穿過北印度洋的船只沿著斯裏蘭卡和蘇門答臘島之間北部6公裏處的狹窄的幾乎直線的軌道航行。在蘇門答臘東部,船只沿著馬六甲海峽東南方向行駛,繞過新加坡,向東北延伸穿過南中國海。這些航道中的粒子排放量比該地區其他航道大十倍以上,屬全球最大。海上雷暴集中發生的位置與上圖中所顯示的幾乎一致。
研究員發現了這些排放微粒與雷暴的關系,他們認識到雷電的催化劑是來自船尾的顆粒物。與野火,灰塵和汙染不同這些在陸地上無處不在。但深海卻沒有太多的顆粒。只有將將大量顆粒物放入狹窄的狹窄條帶中,才會造成如此巨大的暴風雨。
遠洋巨輪排放出的濃煙
通過這項研究科學家們也驗證了人類的行爲不但會對自然環境氣候産生長遠的影響,更重要的是人類活動(排放)可以立即對天氣狀況産生影響,並且惡化。
關注大美科學爲你漲姿勢,更多精彩科普資訊,人文社科,曆史趣聞冷知識等你來看。