電閃雷鳴是一種很普遍的自然現(xiàn)象，閃電是云層內(nèi)部不同部位、云與云、云與地面之間發(fā)生的強烈放電現(xiàn)象。云的種類有很多，高度也有很大的差異，閃電一般發(fā)生于積雨云中。
一道閃電的長度，短則百米，長則數(shù)公里。閃電是等離子體，溫度可達(dá)上萬度，比太陽表面的溫度還高數(shù)倍。如此高的溫度，會讓閃電經(jīng)過的沿途空氣發(fā)生劇烈膨脹，并產(chǎn)生轟鳴聲，這便是雷聲。摩擦能夠使物體帶靜電。云是懸浮在高空中的小水滴或者小冰晶所形成的肉眼可見的集合體，這些小冰晶或者小水滴并非懸浮在高空中靜止不動，它們在重力和上升氣流的作用下，會發(fā)生碰撞摩擦，并交換電荷，形成帶電體。
在上升氣流的作用下，較小的顆粒物會被帶至云層頂部，較大的則會停留在云層底部。通常云中較大的顆粒物會帶負(fù)電，較小的顆粒物會帶正電，這使得云層上部帶正電，下部帶負(fù)電。當(dāng)電荷差足夠大時，云層內(nèi)部就會形成放電現(xiàn)象。云與云之間，云與地面之間的放電現(xiàn)象也與之類似。
閃電雖然在全球各地都有發(fā)生，但不同地區(qū)發(fā)生的頻率并不相同。位于亞洲印度尼西亞的爪哇島，當(dāng)?shù)赜捎诶纂姲l(fā)生頻率極高，平均年雷雨日數(shù)超過220天，所以被譽為世界“雷極”。
三分陸地七分海，地球上的大部分雨水都降落在了海洋區(qū)域，但令人意外的是發(fā)生在熱帶海洋上空的閃電數(shù)量要明顯少于發(fā)生在陸地上的閃電數(shù)量。據(jù)統(tǒng)計，大約90%的閃電都發(fā)生在陸地上空。
這一點，科學(xué)家們在幾十年前便知道了。不過為什么會形成這樣的差異？直到現(xiàn)在才弄清楚。《自然》雜志上于2022年8月份刊登的一份研究報告顯示，來自武漢大學(xué)的研究人員通過分析，2013年到2017年這5年時間中，在非洲熱帶及臨近海洋發(fā)生風(fēng)暴時的云頂溫度、降雨、閃電等大氣數(shù)據(jù)，得出了一個結(jié)論：來自海水中的鹽能夠減少發(fā)生在海洋上空風(fēng)暴期間的閃電活動。
那云層中的鹽是怎么來的呢?海水蒸發(fā)時并不會帶走鹽分，因此云層中的鹽并不是來自這種途徑，而是自于海洋飛沫。海洋飛沫是在海風(fēng)和海浪的共同作用下，在海面附近形成的大小不一的海水滴。在大氣湍流的作用下，其中較小的海水滴會上升到高空中，懸浮在高空大氣中。
云是一種氣溶膠。所謂氣溶膠，就是固態(tài)或液態(tài)顆粒懸浮在氣體介質(zhì)中時形成的一種氣態(tài)分散系統(tǒng)。而空氣中的水蒸氣凝成小水滴或者小冰晶，都是需要凝結(jié)核的。凝結(jié)核來自多個途徑，海洋上空的凝結(jié)核很多來自于上面所說的海洋飛沫。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，云層中半徑大于一微米的粗顆粒物和半徑小于一微米的細(xì)顆粒物存在明顯不同的效應(yīng)。其中細(xì)顆粒物會顯著增加閃電密度；而粗顆粒物則會減弱云層內(nèi)物質(zhì)的對流，并減少閃電數(shù)量。
海洋上空云層中由海洋飛沫所形成的小水滴或者小冰晶往往比陸地上空形成得更大更重，大多都是粗顆粒物，因此發(fā)生在海洋上空的閃電數(shù)量較少。這一新發(fā)現(xiàn)將使天氣預(yù)報更加準(zhǔn)確，而且我們或許可以嘗試著在云層中撒鹽，以此來降低閃電發(fā)生的頻率，減弱雷暴天氣所造成的危害。此外，雖然全球90%的閃電都發(fā)生于大陸上空，但絕大多數(shù)超級閃電卻發(fā)生于海洋上空。以色列魯賓大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)：在含鹽量高的咸水上方釋放的閃電會更加明亮。之所以會這樣，是因為鹽在水中以離子形式存在，當(dāng)閃電擊中含鹽量高的水域時，能使云層中的自由電荷更加快速地釋放，從而產(chǎn)生更為明亮的閃電。關(guān)注我，咱們下次見。公眾號：科學(xué)探索菌
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