闪电“巨闪”数十英里长,由这类风暴引发

科学家们开始了解哪些类型的雷暴会产生所谓的巨闪,这种闪电可以延伸超过60英里

A panoramic view of lightning across the sky.

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一位寻找超长闪电的科学家发现,能够产生这些所谓巨闪的风暴——可以在晴朗的蓝天下毫无预警地袭击——往往持续时间长且移动距离远。

这是根据上个月发表在《地球与空间科学》上的研究得出的结论,该研究分析了四年半的卫星数据,以寻找产生巨闪的风暴的特征:巨闪是指长度至少为100公里(62英里)的闪电条纹。* 研究发现,这些风暴比科学家想象的还要令人印象深刻。“一些雷暴实际上能够产生比我们预期的更多的巨闪,甚至在它们的生命周期中可以产生几千个,”该研究的作者、新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的大气科学家迈克尔·彼得森说。

彼得森长期以来一直在研究单个巨闪,但他想尝试更全面地理解这种现象。这项研究的关键是一颗名为 GOES-16 的卫星,自 2017 年底以来,它一直为美国国家海洋和大气管理局监测美洲东部地区。GOES-16 携带一种名为地球静止闪电测绘仪 (GLM) 的仪器,该仪器旨在寻找地球大片区域的闪光。


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“你看到的是地球的静态图像,日复一日,你可以一直停留在那里,记录你看到的一切,”彼得森谈到 GOES-16 在所谓的地球静止轨道上的位置时说,这意味着它停留在地球上的同一个位置。“它始终处于开启状态,因此无论 [巨闪] 是每 1,000 次闪光发生一次,还是每 100 万次闪光发生一次,还是每 1000 万次闪光发生一次,最终你都有很好的机会检测到它,”他说。“这就是真正的大事和真正罕见的事情出现的时候。”

通过分析 GOES-16 的数据,彼得森发现这些风暴往往诞生于科学家称之为中尺度对流系统 (MCS) 的系统中。“它基本上是一堆雷暴,凝聚成一条延伸数百英里的线,或者我们称之为‘斑点’,”得克萨斯 A&M 大学的大气科学家蒂莫西·洛根说,他没有参与这项新研究。

科学家们已经知道,产生巨闪的风暴特别容易在北美大平原以及南美洲的拉普拉塔河流域形成,这项研究证实了这一点。但新的研究表明,只有约 1% 的雷暴会引发巨闪,而在这一组中,约 40% 的雷暴只产生一次这种大规模的闪电。但彼得森发现,其他风暴则专注于产生巨闪,每个风暴产生数百甚至数千个。分析显示,巨闪往往发生在经历了长距离移动的持续时间较长的风暴的后期。

“这项研究的亮点之一是,作者创建了一种新的算法来识别那些产生巨闪的大型雷暴,并研究了这些雷暴的一些总体特征,”马里兰大学的大气科学家戴尔·张说,他没有参与这项新研究。“据我所知,这是最早的研究之一。”

科学家们说,研究巨闪不仅仅是为了理解其极端性质:这种超长闪电也对人们构成了独特的威胁,他们可能认为自己是安全的,因为当地的天空已经放晴。但巨闪可能在蓝天下发生,没有任何降雨的迹象。“它们可能对地面上的人们构成很大的风险,因为它们可能发生在大多数闪电发生地点更远的地方,”美国国家海洋和大气管理局国家强风暴实验室的大气科学家范娜·奇米勒夫斯基说,她没有参与这项新研究。

奇米勒夫斯基建议遵循闪电专家所称的 30/30 规则:在最后一次听到雷声或闪电闪烁后 30 秒内雷声隆隆作响后,在室内停留 30 分钟。“即使没有下雨,闪电也可能很危险,”她说。

*编者注(2023 年 7 月 5 日):此句子在发布后进行了编辑,以更正研究的发表时间说明。

Meghan Bartels is a science journalist based in New York City. She joined 大众科学 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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