“超级螺栓”是真实的,它们的闪光比普通闪电高出一千倍

“超级螺栓”是真实的,它们的闪光比普通闪电高出一千倍

两项新的研究证实,确实存在超级螺栓-比平均亮度高1000倍的闪电。

一项具有里程碑意义的研究在1970年代创造了该术语,但在随后的几年中,专家们质疑超级螺栓是否真的比大多数其他闪电更亮,或者它们是否只是根据卫星观测的角度而显得更亮。

最近,在评估了多年的数据之后,科学家们证实这些超高强度螺栓可以产生至少100吉瓦的功率(总而言之,2018年美国所有太阳能电池板和风力涡轮机产生的功率约为163吉瓦,根据美国能源部)。

研究人员还发现,就像漫画超级英雄一样,超级螺栓也有不寻常的起源故事。当云层和地面上的电荷相互作用时,就会形成闪电,并且在大多数情况下,云层都带有负电荷。然而,科学家们报告说,在极少的云与地相互作用中会形成超螺栓,在这种相互作用中,云层带正电。

根据1977年发表在《地球物理研究杂志》上的一项研究,超级螺栓最初被描述为“比典型闪电强100倍以上的闪电” 。根据NASA的数据,该研究的闪电数据来自Vela卫星的观测结果,该卫星于1969年发射,用于探测太空核爆炸,一直运行到1979年。

佛罗里达州帕特里克空军基地空军技术应用中心的研究人员BN Turman表示,Vela的仪器每年记录数千次雷击,其中包括遍及全球的超级螺栓。在研究中写道。

据《纽约时报》报道,1979年南非附近的一次超级闪电爆炸是如此强大,以至于人们认为这是核弹的爆炸。据《泰晤士报》报道,1978年袭击纽芬兰的另一枚超级螺栓却留下了“一英里的损害”。

《纽约时报》称:“树木被劈开;电视天线被扭曲得面目全非;变压器被砸碎了,断路器从电线杆上垂下了,新落的雪地里还有陨石坑。”

但图尔曼在研究中写道,超级螺栓也很稀有,在一千万次闪光中仅发生五次。

“最亮的灯光”
对于两项新研究,两项研究均于11月12日发表在《地球物理研究杂志:大气》上,研究人员再次转向卫星进行超螺栓观测。

第一项研究描述了美洲最亮的闪电,该闪电是由安装在对地静止运行环境卫星– R系列(GOES-R)上的对地静止闪电测绘仪(GLM)记录的,在2018年至2020年之间。

“我们的研究重点是比普通闪电要明亮的超级螺栓-至少高出100倍的能量-然后查看超过该阈值的最强脉冲,最强的情况甚至超过1000倍,” Michael Peterson说,研究和新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的遥感研究员。

在第二项研究中,科学家分析了1997年至2010年通过瞬态事件快速在轨记录(FORTE)卫星收集的数据。研究人员报告说,他们了解到某些观看条件确实会影响雷电的亮度-当卫星的视线不受云层遮挡时,螺栓看起来可能会更亮-一些怀疑的超级螺栓观测结果确实属于这一类。但是,彼得森在一封电子邮件中告诉Live Science,这些情况“仅是对于接近最小超级螺栓阈值的调光器情况而言是一个问题”,而真正的超级螺栓比这要明亮得多。

彼得森说,GLM和FORTE都是光学仪器,但它们测量雷电脉冲的方面略有不同。FORTE记录了超级螺栓的“瞬时峰值功率”,即它们处于最亮的时刻。相比之下,GLM在2微秒的时间内测量了超级螺栓的总能量。彼得森说,这看起来可能不会很长,但“是为了闪电,其中大部分活动都以微秒为单位。”

科学家发现,超级螺栓可能来自云之间的电脉冲以及云对地的脉冲。这项研究表明,暴风云中逐渐积累的电荷助长了出现在海洋上的超级螺栓,因此毫不奇怪,当最终释放出所有电能时,螺栓会变得更强大。

彼得森说,最亮的超级螺栓往往聚集在雷暴多发的地理区域,并且超级螺栓的出现与“可能跨越数百公里的长水平闪电,最近被称为’超级闪电”有关。这些新发现可以帮助科学家更好地理解可以塑造这些异常强大的打击的情景。

他说:“事实证明,这些闪光灯在其所有特性上都是出类拔萃的-不仅仅是它们的大小。”

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