巴西國家空間研究所(INPE)的研究人員與(yu) 美國、英國和南非的同事合作,首次記錄了雷擊形成和分支的發光結構。通過分析一台超級慢動作相機拍攝的圖像,他們(men) 發現了為(wei) 什麽(me) 雷擊會(hui) 分叉,有時會(hui) 形成人眼認為(wei) 是閃爍的發光結構。這項研究得到了FAPESP的支持。一篇概述其結果的文章發表在《科學報告》上。
該項目的主要研究人員Marcelo Magalh?es Fares Saba告訴Agência FAPESP:"我們(men) 成功地獲得了對這些現象的第一次光學觀察,並找到了對分支和閃爍的可能解釋。"Saba是INPE大氣電學組(ELAT)的一名研究員。
研究人員使用超高速數字攝像機記錄了2008年至2019年間聖保羅市(巴西)和南達科他州拉皮德市(美國)夏季雷暴期間的200多次向上閃電。上行閃電從(cong) 高樓或其他地麵結構的頂部開始,向上傳(chuan) 播到上覆雲(yun) 層。
他們(men) 記錄的向上閃電是由帶正電的雲(yun) 對地閃電觸發的,這種閃電更為(wei) 常見,正如INPE的同一個(ge) 研究小組在之前的研究中所描述的那樣。
"Saba說:"例如,當風暴的電場被遠在60公裏以外的雲(yun) 對地放電幹擾時,向上的閃電就會(hui) 在塔頂或摩天大樓的閃電導體(ti) 上產(chan) 生。
盡管巴西和美國的研究條件非常相似,但隻有在美國記錄的三個(ge) 向上的閃電中觀察到了發光的結構。這些都是由向雲(yun) 基傳(chuan) 播的正向領導放電形成的。
"記錄向上閃電的圖像的好處是,它們(men) 讓我們(men) 看到這些正極領導從(cong) 地麵到雲(yun) 底的整個(ge) 軌跡。一旦進入雲(yun) 層,就無法再看到它們(men) ,"Saba說。
研究人員發現,有時會(hui) 在正向導的頂端形成一個(ge) 低亮度的放電,其結構類似於(yu) 畫筆。"Saba說:"我們(men) 觀察到,這種放電,通常被稱為(wei) 電暈刷,可能會(hui) 改變方向,一分為(wei) 二,並確定閃電的路徑和它的分支方式。
當一個(ge) 向上的閃電分支成功時,它可能向左或向右前進。當分支失敗時,電暈刷可能會(hui) 產(chan) 生非常短的片段,與(yu) 分支的頭部一樣明亮。視頻顯示,這些片段在電暈刷分裂後的幾毫秒內(nei) 首次出現,並隨著分支的頭部向雲(yun) 層底部的向上傳(chuan) 播而脈動。
薩巴說:"這些閃爍實際上是反複出現的雷電分支的失敗嚐試,"他補充說,這些閃爍可能解釋了為(wei) 什麽(me) 多次閃電放電是頻繁的,但需要更多的研究來驗證這一理論。
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