宙斯的兵器谱
雷电家族解析


文章出自:博物 2008年第09期 作者: 何勃亮 

标签: 自然探奇   

就在你读这篇文章时,地球上大约正在发生着1800场雷雨,每秒产生600次闪电过程。世界上有很多痴迷于雷电的人,他们在风暴附近等待云端的雷电,或者干脆驾车钻进风暴,寻觅着壮观的云地闪电。他们都看到了哪些奇特的闪电?闪电的过程是怎样的?我们无需冒险,走进文章看看精彩的闪电世界吧。

云端利剑谁人造?

自古人们就试图解释闪电究竟是个什么东西,西汉淮南王刘安在《淮南子》中有过一句对于雷电的“经典”描述:“阴阳相薄为雷,激扬为电”。虽然古人并不知道电荷、放电的概念,但他们对雷电的感性认识相当准确。无独有偶,东汉著名的学者王充在其所著《论衡》中认为“雷者,太阳之激气也。”他根据雷电的活动还总结了其季节性的特点:“正月始雷”,正所谓春雷;“五月雷迅”描述的是夏季多雷暴的天气;“秋冬雷潜”就是说秋冬季雷电都回家乖乖睡觉去了,难以看到电闪雷鸣的景象。

揭幕雷电云
上图表示了雷电云中的电荷分布,原来雷电云是“单层吉士汉堡”。

闪电究竟是谁造的呢?阴阳作用?太阳之激气?宙斯之怒?雷公电母?现代科学家们把视线转向到一类常见的云—雷雨云上面。G.C.辛普森就是对雷雨云产生雷电进行研究的一位先驱,经过多次的探测,他把一个经典尺度的雷雨云分割成好几个部分来研究:雷雨云的上部,是中心高度6公里,半径2公里的正电荷区域;下部是中心高度3公里,半径1公里的负电荷区域;云底附近则有一个中心高度1.5公里,半径0.5公里的正电荷区域,称为正电荷中心。当云的厚度高于3公里,并且伴有强对流时,雷电就产生了。

宙斯的军火库
雷电云
宙斯把兵器放在哪儿?雷电云就是他的兵器仓库。下图是一个比较典型的兵器库结构:云顶是砧状的,有很多纤维状结构,大量的冰晶颗粒孕育其中;下面是积云状的云底,枝条状的闪电就从这里伸向大地。

雷电慢镜头

闪电,转瞬即逝的奇景,肉眼看到的一次闪电,只能体会到短暂的壮观,而实际上每个折线都是一次放电过程,让我们用超慢的镜头来展现这个过程吧。

序幕—酝酿:当雷雨云移到某处时,云的中下部是强大负电荷中心,云底相对的下垫面是正电荷中心,在云底与地面间形成强大的电场。

责任编辑 / 张超 

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