閃電的意義

當雷暴雲中的對流活動不太強的時候,上升的氣流會被限制在平流層以下,因此,閃電只表現為對流層裏的雲閃和地閃。

有時候,雷暴雲中發生的閃電活動可能誘發一些特殊的條件,使雲內的閃電可以逃出雷暴雲的雲頂,直接到達電離層,出現非常奇特的高層大氣放電現象。

地面和電離層相當於一個導體,處於二者之間的雷暴雲不僅可以向下發生地閃,在雲層中發生雲閃,甚至還可以形成向上發展的閃電,直達電離層。這裡的閃電規模比我們常見的更為壯觀,垂直發展可以達幾十公里!例如,發生在中高層大氣的巨大噴流(Gigantic Jets),可以突破平流層的束縛,直達更高的電離層,其垂直高度可達70~80公里。「紅色精靈(Red Sprite)」則是一種由發生在地面的強烈閃電引起的中高層大氣放電效應,一般出現在地面以上40~90公里的高度。

根據研究,在高空放電的過程中,電離層把自己的負電荷傳給下方的雲層,使自身變成帶正電荷。另外,發生在雲層和地面間的閃電,負地閃的發生頻率比正地閃要多。這兩種閃電發生的頻率不對等現象,說明雲層和地面之間的電荷交換不平衡,這相當於把雲層中的負電荷更多地轉移到地面。

全球每時每刻總有地方在發生雷暴,平均可以產生約1安培(A)的向上電流到電離層,從而維持相對於地面約250kV的電離層電位。所以,對整個地球來說,雷暴可以給電離層充電,使天地之間維持穩定的電勢差。

資料來源﹕《科學世界2013年10月刊》

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