在佛罗里达州盖恩斯维尔郊外的一个美国军事基地，大气科学家通过向雷暴云层发射火箭来制造闪电。现在，他们利用这种爆炸性的装置制作了一些有史以来最详细的雷声图像。
这些图片看起来并不起眼，只是一些彩虹色的斑点和条纹。但它们代表了闪电从天空击落时向外扩散的声能。这项工作提供了一种观察雷声和闪电背后能量学的方法。
“每当我们能想出一种研究闪电或以新方式观察闪电的新工具时，那都是一件好事，”未参与这项研究的新罕布什尔大学达勒姆分校的大气物理学家约瑟夫·德怀尔说。“这就是这种新的声学成像技术的作用。”
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德克萨斯州圣安东尼奥市西南研究院的大气科学家马赫·达耶于5月5日在加拿大的蒙特利尔举行的2015年联合大会（美国和加拿大四个地质学会的会议）上介绍了这些发现。
风暴机制
去年，达耶和他的同事在佛罗里达州布兰丁营地的国际闪电研究和测试中心设置了一排15个精密麦克风，彼此间隔1米。7月14日，在一次雷暴期间，实验室操作人员向云层发射了一枚火箭，以触发闪电。
当电荷在云层和地面之间或云层内部自身分离并积聚时，就会形成闪电。雷声是由此产生的闪电突然加热空气时产生的声音。
早期的实验已经使用分布在广阔区域的少量麦克风捕捉到了雷声的图像。这种被称为测距的技术可以精确定位巨响的来源。但达耶说，最新的工作是首次如此精细地记录闪电发出的声能。
图像精确地显示了闪电以至少九次独立的击打击中地面时，在不同频率下辐射出的能量大小。爆炸声最大的部分来自闪电击中地面的地方。“那就是闪电通道连接到地面的地方，”达耶说。
这项工作为其他有助于提高对闪电理解的实验打开了大门。人工触发的闪电往往呈直线下降，因此科学家们希望创建并声学成像一个更像自然闪电的锯齿形闪电通道。然后他们可以弄清楚能量是如何沿着各个分支流动的，达耶说。“这种情况何时发生，我们还不确定，”他补充道。
达耶说，他曾试图把第一张雷声图像当作一件现代艺术品推销给他的妻子，并建议他们应该把它挂在家里的壁炉上方。
本文经许可转载，最初发表于 2015年5月5日。