闪电论文检测

每次到了雨季，在狂风暴雨中，经常会出现一种令人震颤的天气——雷电。 很多女孩子还会害怕打雷，听到雷声就胆战心惊。但是，所幸的是她们听到的是普通的雷电，而不是遇上了超级闪电，否则恐怕会吓得做噩梦。 20世纪70年代，超级闪电第一次在卫星数据中被发现。虽然看起来是相同的天气现象，但是超级闪电的亮度可以达到普通闪电的100倍甚至1000倍以上，令人惊愕。 尽管距离那一次超级闪电已经过去快50年了，但科学家们至今竟然还没有完全确定超级闪电的定义。大气科学家Michael Peterson就表示：“当你在太空中观测闪电时，会比你在地面上看的要暗一些，这是因为大量的光都被云层所遮蔽。”这是卫星和地面检测到闪电强度不同的原因之一，还有很多因素在其他方面导致不同方法测量的闪电强度不同，这就给超级闪电下定义带来了难题。 除此之外，科学家们对于超级闪电还有一个疑问，那就是它的产生机制。超级闪电到底是一种未知机制导致超高压的新形式闪电，抑或仅仅是普通闪电中“个头比较大”的情况呢？ Peterson对此十分好奇，他相信这些问题的答案都非常重要，可以帮助人类对雷电的强度有一个彻底的把握。因此，多年以来，他一直致力于对超级闪电的跟踪和记录。为此，他还跟踪观测了2018年出现于巴西的一次超级闪电，它当时持续了整整17秒，在空中绵延了700公里，相当于北京到沈阳的距离那么远。 在最近的一项研究中，Peterson和他的同事Erin Lay对NASA地球静止闪电测绘仪所收集的数据进行了分析研究。这种探测器附在气象卫星上，随着卫星绕地球运行，并且每2秒就会对美洲和附近区域的闪电进行监控和记录。 他们对该仪器在近两年之内记录下的数据进行了整理，发现多达约200万个强度足以称之为超级闪电的现象，算下来平均每300次闪电中就有一次超级闪电。 随后，他们将定义超级闪电的强度规定在了普通闪电的1000倍，找到了超级闪电比较频发的区域。结果表明：在美洲中部的一个横跨巴拉圭、乌拉圭以及阿根廷和巴西部分地区的拉普拉塔盆地以及美洲中部地区，有很多超级闪电的爆发点。 需要注意的是，这台探测器也不是能够捕捉到所有的超级闪电。正如刚才介绍的，它每2秒会进行一次探测，如果某个超级闪电恰好在这个期间出现并消失，那就会逃过它的法眼。另外，如果某个闪电恰好位于风暴云的边缘，卫星上的探测器与闪电之间没有过多云层的遮挡，那么观测到的闪电就要比其他情况下更亮一些。 不过，在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们进行的另一项研究中，有一些超级闪电的信号还是有与第一次明显重叠的部分。在第二项研究中，他们以峰值功率为依据来判断一次闪电是不是超级闪电，这也是科学家们最早用来衡量超级闪电标准的参考指标。 在这一项研究中，研究人员利用了另一个卫星的数据，对长达12年的观测内容进行了整理分析。他们将所有峰值功率超过1000亿瓦的部分，都归类到这项研究的超级闪电中来。要知道，这样的功率已经非常惊人了，相比之下，美国境内所有的太阳能电池板加在一起，都产生不了如此巨大的功率。 Peterson介绍说：“其中一次闪电的功率甚至超过了30000亿瓦，和太空中检测到的闪电相比，它要强大几千倍！” 在将卫星数据和地面测量结果进行结合后，研究人员发现：超级闪电的确不仅仅是普通闪电的放大版，而是一种不同的闪电。 他们指出：那些功率超过3500亿瓦的超级闪电都是带正电的云和地面之间所产生的天气现象。而普通的闪电出现时，云层上端通常是带正电，而下端的云带负电。 另外，超级闪电更多地是出现在海洋上空，正如研究人员在论文中指出的那样：“海洋风暴系统，特别是处于日本附近的风暴系统，更会出现这些暴烈的超级闪电，尤其是在冬季的时候。”这些超级闪电通常可以绵延到几百公里以外，并且伴随着火花，十分可怕。 类似的，2019年有另外一组研究人员在欧洲以西的北大西洋进行了相关检测，发现了大量的超强电脉冲信号。虽然一个在太平洋，一个在大西洋，但都是海洋气候，因此这样的关联很值得注意。 总之，在这样的研究之下，超级闪电的存在已经毋庸置疑了，它绝不仅仅是“加码”的普通闪电。想要更好地描述、了解这种神奇的气象，科学家们还需要更多地利用地基和天基探测设备的观测数据加以结合才行。 研究人员未来的主要工作，就是达成超级闪电定义的共识。毕竟，研究了这么多年，如果连自己研究的算不算超级闪电都不知道，这未免有点尴尬了。大自然一次次用它的鬼斧神工向我们展现着它的神秘莫测，而我们却不知道自己在面对什么，实在叫人不得不担忧啊……