閃電“巨閃”數十英里長,由這類風暴引發

科學家們開始瞭解哪些型別的雷暴會產生所謂的巨閃,這種閃電可以延伸超過60英里

A panoramic view of lightning across the sky.

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一位尋找超長閃電的科學家發現,能夠產生這些所謂巨閃的風暴——可以在晴朗的藍天下毫無預警地襲擊——往往持續時間長且移動距離遠。

這是根據上個月發表在《地球與空間科學》上的研究得出的結論,該研究分析了四年半的衛星資料,以尋找產生巨閃的風暴的特徵:巨閃是指長度至少為100公里(62英里)的閃電條紋。* 研究發現,這些風暴比科學家想象的還要令人印象深刻。“一些雷暴實際上能夠產生比我們預期的更多的巨閃,甚至在它們的生命週期中可以產生幾千個,”該研究的作者、新墨西哥州洛斯阿拉莫斯國家實驗室的大氣科學家邁克爾·彼得森說。

彼得森長期以來一直在研究單個巨閃,但他想嘗試更全面地理解這種現象。這項研究的關鍵是一顆名為 GOES-16 的衛星,自 2017 年底以來,它一直為美國國家海洋和大氣管理局監測美洲東部地區。GOES-16 攜帶一種名為地球靜止閃電測繪儀 (GLM) 的儀器,該儀器旨在尋找地球大片區域的閃光。


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“你看到的是地球的靜態影像,日復一日,你可以一直停留在那裡,記錄你看到的一切,”彼得森談到 GOES-16 在所謂的地球靜止軌道上的位置時說,這意味著它停留在地球上的同一個位置。“它始終處於開啟狀態,因此無論 [巨閃] 是每 1,000 次閃光發生一次,還是每 100 萬次閃光發生一次,還是每 1000 萬次閃光發生一次,最終你都有很好的機會檢測到它,”他說。“這就是真正的大事和真正罕見的事情出現的時候。”

透過分析 GOES-16 的資料,彼得森發現這些風暴往往誕生於科學家稱之為中尺度對流系統 (MCS) 的系統中。“它基本上是一堆雷暴,凝聚成一條延伸數百英里的線,或者我們稱之為‘斑點’,”得克薩斯 A&M 大學的大氣科學家蒂莫西·洛根說,他沒有參與這項新研究。

科學家們已經知道,產生巨閃的風暴特別容易在北美大平原以及南美洲的拉普拉塔河流域形成,這項研究證實了這一點。但新的研究表明,只有約 1% 的雷暴會引發巨閃,而在這一組中,約 40% 的雷暴只產生一次這種大規模的閃電。但彼得森發現,其他風暴則專注於產生巨閃,每個風暴產生數百甚至數千個。分析顯示,巨閃往往發生在經歷了長距離移動的持續時間較長的風暴的後期。

“這項研究的亮點之一是,作者建立了一種新的演算法來識別那些產生巨閃的大型雷暴,並研究了這些雷暴的一些總體特徵,”馬里蘭大學的大氣科學家戴爾·張說,他沒有參與這項新研究。“據我所知,這是最早的研究之一。”

科學家們說,研究巨閃不僅僅是為了理解其極端性質:這種超長閃電也對人們構成了獨特的威脅,他們可能認為自己是安全的,因為當地的天空已經放晴。但巨閃可能在藍天下發生,沒有任何降雨的跡象。“它們可能對地面上的人們構成很大的風險,因為它們可能發生在大多數閃電發生地點更遠的地方,”美國國家海洋和大氣管理局國家強風暴實驗室的大氣科學家範娜·奇米勒夫斯基說,她沒有參與這項新研究。

奇米勒夫斯基建議遵循閃電專家所稱的 30/30 規則:在最後一次聽到雷聲或閃電閃爍後 30 秒內雷聲隆隆作響後,在室內停留 30 分鐘。“即使沒有下雨,閃電也可能很危險,”她說。

*編者注(2023 年 7 月 5 日):此句子在釋出後進行了編輯,以更正研究的發表時間說明。

Meghan Bartels is a science journalist based in New York City. She joined 大眾科學 in 2023 and is now a senior news reporter there. Previously, she spent more than four years as a writer and editor at Space.com, as well as nearly a year as a science reporter at Newsweek, where she focused on space and Earth science. Her writing has also appeared in Audubon, Nautilus, Astronomy and Smithsonian, among other publications. She attended Georgetown University and earned a master’s degree in journalism at New York University’s Science, Health and Environmental Reporting Program.

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