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眾所周知,雷擊會透過摧毀葉片導致風力渦輪機失效。雖然大多數高聳的建築物都容易遭受雷擊,但風力渦輪機似乎特別容易遭受雷擊。最近,科學家們拍攝了這些雷擊的高速錄影,他們發現風力渦輪機實際上可能是其自身毀滅的“建築師”:轉動渦輪的性質有助於導致這些雷擊。
通常,當閃電擊中高聳的物體時,雷擊是從雲層發起的。一股帶負電的等離子體通道,稱為負下行先導,從風暴雲中帶負電的區域向下移動,朝向帶正電的建築物、樹木或風力渦輪機。當負先導接近建築物時,它會感應出正向上先導,後者會跳躍以迎接負先導。連線形成電流,我們觀察到的明亮閃光實際上是衝擊波沿著連線的通道向上流動的的結果,稱為回擊。
在這些風力渦輪機的案例中,正向上先導是從渦輪葉片產生的,而沒有來自上方雲層的負下行先導。這些向上先導是在影片開始部分向上空生長的曲折線。
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在論文中,研究人員描述了他們認為導致這種閃電的現象,該論文於2月6日在《地球物理研究雜誌》上線上發表。當高聳的物體在帶負電的風暴雲下積累正電荷時,它們會形成一團帶正電的離子云,這有助於消散周圍的電場。但是,加泰羅尼亞理工大學的研究員、該論文的合著者奧斯卡·範德維爾德說,“如果你的葉片可以逃脫這團離子云,那麼電場將保持在高位。如果電場足夠高,你可以觸發真正的閃電。”
在影片中——僅在150毫秒內發生——保持發光的線條已經與上方的雲層形成了電流。範德維爾德說,儘管如此,仍然沒有明亮的閃光,因此也沒有回擊:“如果你有回擊……它會使影像飽和。”這對渦輪機來說也是好事,因為回擊是雷擊最具破壞性的部分。然而,“即使沒有回擊的放電也會對渦輪機材料造成漸進式損壞,最終導致其失效,”範德維爾德指出。