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西藏驚現(xiàn)超罕見精靈閃電,魔幻世界也就這樣了吧!

北京科學(xué)中心
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北京科學(xué)中心(北京青少年科技中心)科普號
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審核專家:占明錦

中國氣象科學(xué)研究院博士

前段時間,中國攝影師在西藏喜馬拉雅山脈上空拍到了國內(nèi)有史以來最壯觀的紅色精靈閃電。在浩瀚的星河中,閃爍的紅光像精靈般在天際出現(xiàn),忽明忽暗,又好似煙花般璀璨奪目,畫面十分驚艷。

來源丨央視新聞,攝影AngelAn 安久

來源丨央視新聞,攝影AngelAn 安久

紅色精靈是精靈閃電的一種,這類現(xiàn)象在上個世紀(jì)90年代就被人們關(guān)注到了,因為其閃電出現(xiàn)的位置不定,且出現(xiàn)的時間十分短暫,所以是十分罕見的大氣發(fā)光現(xiàn)象。

什么是精靈閃電?

首先來介紹一下閃電的形成原理。閃電的發(fā)生一般伴隨著空氣的強(qiáng)對流活動,在空氣的對流作用下,云團(tuán)里的小水滴會從上、下兩個方向往復(fù)運動、相互摩擦。在相互摩擦的過程中,小水滴丟失電子會形成正電荷,得到電荷則會形成負(fù)電荷,如此會使云層成為帶電云。

正電荷通常集中在云團(tuán)上部,負(fù)電荷在下部,由于空氣存在一定的絕緣強(qiáng)度,所以云朵上、下層將會存在一定的電位差。當(dāng)上、下電荷積累得越來越多的時候,電位差達(dá)到臨界擊穿電壓,空氣的絕緣能力無法抑制住正負(fù)電荷的相互吸引,正負(fù)電荷相互劇烈碰撞并迅速中和,在此過程中,云層間的空氣發(fā)生擊穿,產(chǎn)生閃電,伴隨著耀眼的光芒。

國際空間站飛越老撾上空的時候拍攝的“紅色精靈”,位于圖片右側(cè)亮斑上方

來源丨維基百科

不僅如此,云層與地面也會形成閃電,在云層下端的負(fù)電荷會吸引地面上相等強(qiáng)度的正電荷,同理,當(dāng)其間的電位差超過擊穿電壓時,也會將空氣擊穿,形成云層與地面間的閃電。

精靈閃電現(xiàn)象與普通雷電的不同之處在于,精靈閃電是在距離地面30到80千米的大氣層中存在向上噴流現(xiàn)象,從云層之上出現(xiàn)并向外太空延伸,維持時間通常不到1秒,顏色變化也多樣,因此又被稱為瞬態(tài)發(fā)光事件(Transient Luminous Events,TLEs)。

人類拍攝的第一張彩色的精靈閃電照片

來源丨維基百科

大部分精靈閃電由強(qiáng)雷電引發(fā),其發(fā)光區(qū)域呈現(xiàn)柱狀、束狀、環(huán)狀、水母狀等等,顏色一般為紅色。另外,普通閃電出現(xiàn)的持續(xù)時間在幾百到幾十毫秒之間,而精靈閃電的持續(xù)時間不會超過1毫秒。這也導(dǎo)致精靈閃電很難被捕捉,必須采用超高速相機(jī)才能夠清晰“看見”。

來源丨網(wǎng)絡(luò),圖片有編輯

而之所以叫“紅色”精靈,是因為大氣層中的氮氣分子在可見光600-700納米波段范圍內(nèi)有發(fā)射現(xiàn)象,這個波段范圍內(nèi)發(fā)射出來的光是紅色和橙色的,雖然其在300-400納米的可見光波段處也有發(fā)射,但發(fā)射強(qiáng)度卻較低。加上其如同精靈般的閃現(xiàn)特性,以及人肉眼辨識顏色能力的限制,我們能看到的多為紅色,于是這種閃電就被命名為“紅色精靈”。

閃電的能量有多大?

閃電可以劈開石頭、劈倒樹木。一道閃電的能量究竟有多大呢?我們可以簡單地計算一下,閃電電流平均為100千安(kA),閃電電壓高達(dá)100萬~1億伏特(V)不等。雖然電流和電壓巨大,但閃電持續(xù)的時間卻很短,只有幾百、幾十微秒甚至更短,所以假設(shè)閃電放電電壓為500萬伏,電流100千安,放電時間0.005s,根據(jù)W=UIt公式來計算,一道閃電的能量為2.5億焦耳,約為70度電,可以讓一臺1300瓦(W)的空調(diào)24小時不停運行2-3天,所以一道閃電的能量可能遠(yuǎn)比你想象的要小。

能量雖然沒有想象中的大,但閃電的功率和電流卻是非常巨大的,這殺傷力可是不容小覷。

2016年,在挪威的一個小山村里,曾經(jīng)出現(xiàn)了令人震驚的一幕:323只野生馴鹿的尸體漫山遍野。鹿群被雷電擊中以后,有1/5的馴鹿并沒有立刻死亡,但是受重傷無人搶救的它們,很快死亡了。

來源丨新聞圖片

在印度,也有四人曾經(jīng)在公園的樹下避雨,被突如其來的閃電劈中后直接僵直倒地。

被閃電劈中以后,輕則眩暈、休克、燒傷,重則直接心臟驟停死亡。而被閃電劈中死里逃生的幸運兒,將會飽受短期或者長期病痛的折磨,包括癲癇、頭暈、肌肉疼痛、耳聾、頭痛、記憶力衰退、注意力分散、失眠等等,有的人還在身體上留下了閃電的痕跡,可以說是“大難不死”的限定款皮膚了。

來源丨中科院物理所

如何防雷?

閃電危險,惹不起但躲得起!

如果正在行車途中,遭遇電閃雷鳴時,應(yīng)該及時把車停到空曠的地方,遠(yuǎn)離大樹、建筑物等,同時關(guān)掉引擎、車門、車窗和車內(nèi)所有電子設(shè)備,使車輛形成一個完全封閉的空間。完全封閉的汽車相當(dāng)于一個“法拉第籠”,法拉第籠(Faraday Cage)是指由金屬或者良導(dǎo)體形成的籠子,它可以屏蔽外面的電磁干擾,而保護(hù)其內(nèi)的物體不受雷電的傷害。所以不要去觸摸車窗把手、換擋桿、方向盤等,呆在法拉第籠這個“金鐘罩”里,安靜等待雷電天氣結(jié)束。

雷電 來源丨維基百科

如果在室內(nèi),應(yīng)注意切斷大功率用電器的電源,因為建筑物上的避雷針只能解決建筑物本身的防雷問題,而雷電可以通過電源線入侵到室內(nèi),所以避雷針不能使接通電源的電器設(shè)備免受雷擊。為防止雷電從電源線入侵造成火災(zāi)或人員觸電傷亡,應(yīng)盡可能地關(guān)閉各類家用電器,并拔掉電源插頭。

如果徒步在室外的話,不宜在雨中狂奔,應(yīng)立即尋找避雷場所,不要撐著金屬傘柄的雨傘行走。并且一旦當(dāng)你感受到頭發(fā)豎起或者皮膚發(fā)生顫動的時候,就可能是要發(fā)生雷擊了,要立即倒地,并拿去身上佩戴的金屬飾品,盡量將干燥的絕緣物品墊在身下。

閃電早已被歸為最嚴(yán)重的10種自然災(zāi)害之一,雖然閃電也有像精靈般轉(zhuǎn)瞬即逝的魅力,但在欣賞它的美麗的同時,也要時刻謹(jǐn)記:只可遠(yuǎn)觀!雖然不必盲目害怕,但也不能掉以輕心。

評論
華科普
大學(xué)士級
紅色精靈是精靈閃電的一種,閃電出現(xiàn)的位置不定,且出現(xiàn)的時間十分短暫,所以是十分很罕見的大氣發(fā)光現(xiàn)象!
2022-06-23
彩云南小河旁
少師級
大自然的壯觀景象背后往往存在安全隱患,在觀山美麗景觀的同時我們一定要注意安全。
2022-06-23
演繹無限精彩!
大學(xué)士級
大部分精靈閃電由強(qiáng)雷電引發(fā),其發(fā)光區(qū)域呈現(xiàn)柱狀、束狀、環(huán)狀、水母狀等等,顏色一般為紅色。
2022-06-23