30万道闪电让黑夜如白昼是因为它
发布时间:2019-03-19
出品:科普中国
制作:陈星
监制:中国科学院计算机网络信息中心

  有的同学可能在以前的新闻上看到过,新闻上说澳大利亚南威尔士在一天之内遭到超过30万道闪电的袭击,平时我们在雷雨天气,顶多遇到几十道闪电,那么这30万道闪电到底是什么原因造成的呢? 

南威尔士雷暴天气(图片来自https://www.9news.com.au/2018/10/21/06/36/sydney-new-south-wales-thunderstorms-coonamble-omeo-wild-weather) 

    

  其实,发生在澳大利亚南威尔士的极端天气属于雷暴。雷暴天气是一种产生闪电及雷声的自然天气现象,它通常带来的都是比较极端的天气,例如暴雨,冰雹,甚至是暴风雪。在解释澳大利亚此次的极端天气之前,我们先来了解一下雷暴是如何发生的。 

    

澳大利亚南威尔士州位置示意图(图片来自http://www.eistudy.com/news/20120329/109076.html 

    

  雷暴天气的三个周期 

  雷暴从开始到结束通常有三个周期,分别是积云阶段、成熟阶段及消亡阶段。雷暴通常是由积雨云带来的,因此雷暴的发展阶段其实就是积雨云的发展阶段。 

  在积云阶段,顾名思义,就是雷暴的积雨云开始形成的阶段,这时积雨云较四周的空气暖和,因此云内部的空气加速向上升,随着温度的上升,温度不断下降,最后开始形成小水滴,冰晶。这一阶段常发生在低纬度的热带或者亚热带比较温暖的天气环境下。 

    

积雨云(图片来自https://www.universetoday.com/41646/cumulonimbus-cloud/) 

    

  在雷暴成熟阶段,积雨云变得越来越大,此时积雨云有些部分甚至会上升进入平流层。不过积雨云中的水滴及冰晶会因为在上升过程中,不断增加重量。因此,它们最终会在某一高度开始下落,然后同时带动四周的空气向下沉,形成一股下降气流。在这股下降气流中积雨云中的水滴、冰晶互相摩擦,使得云中的电子不断向下移动,最终使得积雨云上面会带正电,下面会带负电。由于积雨云内部水分和气体的快速流动,很快积雨云就会因为正负电部分的相互结合而放电,在放电时会产生闪电和雷声。放电的过程中,积雨云中的水滴或者冰晶会持续下降到地面,因此雷暴天气的闪电往往会伴随着强降雨。另外,被雨水带下来的冷气流会在地面上展开,这时就会产生猛烈的阵风。 

  最后,在消亡阶段,由于下降的气流降低了温度,雷暴的积雨云中的上升气流逐渐消失,这时雷暴的积雨云中主要剩下的就是下降的弱气流,最终积雨云就会消失。 

  从雷暴天气的这三个阶段来看,危险最大的就是第二个阶段,这个阶段大量的能量会伴随着闪电和雨水释放出来。 

  雷暴天气的四种类型 

  根据雷暴的稳定性以及内部的相对风速,雷暴可以分为四种,单体雷暴、多单体雷暴、飑线以及超级单体雷暴。单体雷暴通常只能持续不到1个小时左右的时间,大多数时候只能持续半个小时左右。飑线的特点之一就是寿命短,范围小。而超级单体雷暴最多也只能持续不到4个小时。而多单体雷暴由于各个雷暴处于不同的生命周期,因此持续的时间会较长。 

  澳大利亚南威尔士的雷暴天气 

  通过以上对雷暴的介绍,我们可以简单的理解为什么澳大利亚南威尔士会发生被30万道闪电袭击的事情。这是由于澳大利亚处于南半球,在北半球逐渐进入冬季的时候,澳大利亚的南威尔士天气却逐渐变暖,即将进入夏季,因此很利于雷暴积雨云的形成。 

  此外,澳大利亚距离南极洲相对较近,因此处于上升期的积雨云更容易在高空遇到来自南极的冷空气而快速预冷凝结成水滴,这就会导致在积雨云的成熟阶段会有更多雨水降落,从而导致更多的能量的释放,同时在这个过程中也会产生大量的闪电。因此,在此次雷暴天气中,闪电的破坏力较大。 

  此次澳大利亚南威尔士的雷暴天气持续的时间较长,而且范围较广,因此很有可能是多单体雷暴造成的。值得注意的是,由于雷暴的生命周期普遍比较短,属于突发天气,因此难以预测发生的具体时间和地点,这也就是此次澳大利亚南威尔士的雷暴天气造成较大损失的原因。 

位于南半球的澳大利亚(上)和南极洲(下)(图片来自https://www.triplespark.net/render/img/earth/ 

    

  那么如果突然遇到雷暴天气该怎么做呢?首先,要防止被闪电击到。尽量避免呆在室外,避免使用手机,远离比较突出的物体,比如屋顶,树木,旗杆,山顶等等。呆在室内也应该尽量避免使用电器,这样能防止雷电顺着电线进入室内造成伤害,同时也能防止电器被雷电产生的高电流损坏。另外,室内的窗户也应关闭,避免使用自来水,淋浴等等,因为雷电有可能顺着自来水管传入室内,从而造成危险。

  总之,雷暴天气属于一种自然现象,是可以用科学知识来解释的,也可以科学地使雷暴造成的损失降到最低。其实不仅仅是雷暴,大自然方方面面的现象都有其科学原理,例如雨、雪,彩虹,龙卷风等等。 最重要的我们要多学习科学知识,了解它们发生的原因,这样不仅可以理解不同的自然现象,最要紧的是在遇到有危害性的自然现象时可以更有效的保护自己。 

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