Hur stor kan blixt bli?

Pin
Send
Share
Send

Den 22 oktober 2017 släppte stormmoln som samlades ovanför centrala Förenta staterna ett blixtnedslag så stort att det upplyste himlen ovanför Texas, Oklahoma och Kansas. Horisontellt som sträckte sig över 500 mil (500 kilometer) över dessa tre stater, var jallen så oöverträffad att en grupp forskare skrev en studie om den och beskrev den som en "megaflash": Det var en av de längsta blixtnedslag som någonsin registrerats.

Vanligtvis mäter vanliga blixtar mellan 1 och 20 mil (1 och 20 km) i längd. Men som alltmer sofistikerade kartläggningstekniker har avslöjat, knakar några riktigt kolossala bultar över våra huvuden. Dessa senaste upptäckter väcker en intressant fråga: Hur stor kan blixt bli? Och borde vi vara oroliga för dessa atmosfäriska tungvikter?

Blixt uppstår i stormmoln när stark positiv laddning utvecklas i en region i molnet och stark negativ laddning utvecklas i en annan, vilket skapar elektriska krafter mellan dem. "En blixtnedgång initieras i en region där de elektriska krafterna är extremt starka. De blir tillräckligt starka för att luften inte kan tåla den elektriska kraften längre och bryts ned," säger Don MacGorman, en fysiker och seniorforskare vid National Ocean och Atmospheric Administration (NOAA), och en författare till uppsatsen om megaflashen 2017.

Det betyder att när elkraften växer bryter den ner luftens isolerande kraft, vilket vanligtvis håller områden med olika laddning åtskilda från varandra. Forskare tror att detta inträffar eftersom uppbyggnaden av den överdrivna elektriska kraften börjar påskynda fria elektroner i luften - de som inte är kopplade till en atom eller en molekyl - som i sin tur släpper andra elektroner från sina atomer och molekyler, förklarade MacGorman. Detta fortsätter och påskyndar fler och fler elektroner: "Forskare kallar denna process för en elektronskred, och det är vad vi menar när vi säger att luften går sönder", sa MacGorman till Live Science.

Detta skapar så småningom en mycket het kanal i luften som fungerar som en tråd, vars ändar växer utåt mot de positiva och negativa laddningarna som orsakade nedbrytningen. Den växande kanalen förbinder så småningom de positiva och negativa laddningarna, och när den gör det utlöser den enorma elektriska ström som vi känner som en blixtblixten.

"Tänk på det som en gigantisk gnista som har vuxit genom molnet," sa MacGorman.

Ibland har det nedre området i ett moln, som vanligtvis innehåller positiv laddning, inte tillräckligt med laddning för sig själv för att stoppa kanalen. Så blixten fortsätter att växa och sträcker sig nedåt mot marken. När det gör det drar den en uppåtgnist från marken för att möta den - utlöser en blixtnedslag med enorma elektriska strömmar som transporterar en del av stormens laddning till marken. Dessa moln-till-mark-kanaler är vad de flesta av oss vanligtvis föreställer när vi tänker på blixtnedslag; de livliga gafflarna som träffar jorden.

Men vilka faktorer begränsar storleken på dessa massiva bultar?

Forskare har försökt besvara denna fråga i decennier. Vertikalt begränsas en blixt av höjden på ett stormmoln eller avståndet från marken till dess topp - vilket är cirka 20 mil (20 km) som högst. Men horisontellt ger ett omfattande molnsystem mycket mer utrymme att spela med.

1956 demonstrerade en meteorolog vid namn Myron Ligda detta när han använde radar för att upptäcka den längsta blixtnedslag som någon någonsin hade registrerat på den punkten: en bult som sträckte sig över 100 mil.

Sedan 2007 bröt forskare rekordet genom att identifiera en blixt över staten Oklahoma som mätte 200 mil (321 km) lång. Den senaste studien av MacGorman och hans kollegor slog det numret ur parken. Det ljus som släppts ut av denna blixt var så starkt att det upplyste en markyta på 67 845 kvadratkilometer, beräknade forskarna. Men till och med den blixten har nu övergått: En annan nyligen genomförd studie i tidskriften JGR Atmospheres beskrev en blixt som sträcker sig över 673 km.

Sådana megaflash är sällsynta. Men nu när vi har tekniken för att upptäcka dem, hittar vi dem oftare. Istället för att bara förlita sig på markbaserade system som använder antenner och radar för att upptäcka blixtar, har experter börjat observera det från en mycket annan utsiktspunkt: satelliter. Båda de senaste rekordblixterna mättes med hjälp av teknik som kallas en Geostationary Lightning Mapper, en sensor som finns på två satelliter som kretsar runt Jorden, vilket ger en expansiv bild av stormsystemen nedan.

"Det systemet svarar på det ljus som släpps ut från en molntopp, så vi ser ljuset från blixtnedslaget och kan sedan kartlägga det, ganska mycket över hela denna halvkula," sa MacGorman.

I kombination med data från ett markbaserat system som kallas Lightning Mapping Array målade denna högupplösta visuella satellitdata en bild av den enorma omfattningen av blixtnedslaget i oktober 2017.

Men vi är fortfarande i mörkret om exakt hur dessa enorma elektriska belysningar växer så länge. Forskare tror att molnstorlek är en faktor, eftersom ju större molnsystemet är, desto större potential finns det för att blixtnedslag inträffar i det. MacGorman lägger också till, är vissa "mesoskala processer - storskaliga vindflöden som gör att systemet kan knytas samman för att fortsätta under en lång tid."

Så med scenen som dessa monster moln, vad händer egentligen inom dem? "Dessa megaflashar verkar vara som en kontinuerlig sekvens av urladdningar i mycket nära följd," sade Christopher Emersic, en forskare som studerar åskväderelektrifiering vid University of Manchester, Storbritannien ...

Han antar att om ett molnsystem är mycket laddat över ett stort område, kan en serie utsläpp spridas genom det som en rad fallande dominoer. "Om dominoer är inställda utan för stort gap, utlöser man en annan i en stor serie toppar. Annars" misslyckas ", och i detta fall får du bara en mindre rumslig blixthändelse snarare än en megaflash," Emersic berättade för Live Science.

Ju större modermoln, desto större möjlighet finns det för att urladdningen fortsätter att föröka sig. "Därför varför megaflask, i princip, kan vara lika stort som modermoln, om laddningsstrukturen skulle vara gynnsam," sade Emersic.

Det betyder också att det troligen är mycket större blixtar ute än vi redan har sett. "Stormar kan bli större än," sa MacGorman.

Med andra ord, vi vet fortfarande inte exakt hur stor den största blixtbult kan vara.

Trots den apokalyptiska bilden som de målar är megaflaskar inte nödvändigtvis farligare än vanlig blixtnedslag: "En rumsligt omfattande blixt betyder inte nödvändigtvis att den bär mer energi," förklarade Emersic.

Med det sagt, eftersom molnsystemen från vilka de härstammar är så stora, kan megaflash-strejker vara svåra att förutsäga.

"Sådana händelser kan ofta leda till markstrejker långt borta från den huvudsakliga blixtaktiviteten i den konvektiva kärnan," sade Emersic. "Någon på marken kunde tro att stormen har gått, men bli överraskad av en av dessa rumsligt omfattande utsläpp till synes från ingenstans."

Det är också möjligt att det i en värmande värld kan finnas en upptagning av de typer av stormar som ger upphov till megaflash, sade Emersic. "Och så indirekt kan det göra förhållandena mer troliga och därmed öka deras frekvens."

För tillfället är emellertid inte megaflask så vanligt: ​​MacGorman uppskattar att de endast utgör cirka 1% av blixtnedslag totalt sett. Icke desto mindre kommer forskare som honom att gå på jakt - och utan tvekan upptäcka - ännu större djur som vi kan undra oss över.

Pin
Send
Share
Send