(Inside Science) — Lightning är en av de mest destruktiva krafterna i naturen. Men för alla folklore och legender samlade över mänsklig historia på blixten, vet vi överraskande lite om det här kraftfulla fenomenets inre verkningar, inklusive något så enkelt som hur strömmen som strömmar genom en åska-inducerande blixt är relaterad till strejkens temperatur.,
”den grundläggande fysiken i blixten, som blixtinitiering och blixtutbredning, är inte helt förstådd vid denna tidpunkt”, säger Robert Moore, en lightning-forskare från University of Florida i Gainesville.
”vi känner till grunderna, men inte detaljerna. Så när någon gör framsteg, det är stora nyheter.”
Lightning orsakar mer än $5 miljarder i skador varje år i USA, liksom fler dödsfall än orkaner.,
”en direkt träff från en blixtnedslag kan smälta en strömkabel eller starta en skogsbrand, där mängden värme från blixten spelar en viktig roll”, säger Xiangchao Li, en forskare från Kina som specialiserat sig på blixtnedslagsforskning. Li och hans team upptäckte ett matematiskt förhållande mellan den nuvarande intensiteten och temperaturen inuti blixten. Deras resultat publicerades förra månaden i tidskriften Scientific Reports.
São Paulo före och under en blackout orsakad av en stor åskväder 2009., Blackouten påverkade uppskattningsvis 60 miljoner människor i Brasilien.
Composite image by Yuen Yiu (CC); Source image credits: Thomas Hobbs (flickr/CC)
även om det finns cirka 100 000 blixtnedslag på jorden varje dag, gör slumpmässigheten av förekomsterna det svårt för forskare att studera dem på ett effektivt eller systematiskt sätt. Så tills Thor, den nordiska åskguden såväl som andra meteorologiska händelser, går med i ett blixtforskningsteam, lämnas forskare till sina egna enheter.
lyckligtvis finns en sådan enhet., Känd som ett impulsströmgeneratorsystem kan enheten skapa artificiell blixt med strömmar upp till tiotusentals ampere. För perspektiv är en hushålls-eller bilsäkring vanligtvis rankad långt under hundra ampere, och en elektrisk ström på bara några ampere kan enkelt döda dig. En naturlig blixtnedslag bär vanligtvis omkring 20-30 000 ampere av ström., Visst finns det andra faktorer som storlek och inställning av naturlig blixt som inte kan replikeras i ett laboratorium, men bara när det gäller ren strömutgång kan blixten som genereras av enheten verkligen ge Thor en körning för sina pengar.
genom att använda sitt artificiella blixtsystem kunde Li och hans lag slå upp blixtnedslag efter vilja, med strömmar mellan 5000 till 50 000 ampere. Detta resulterade i artificiella blixtnedslag med temperaturer så höga som 17,000 F, dubbelt så varmt som solens yta.,
detta skapar ett nytt problem – vid så höga temperaturer skulle en normal termometer explodera. Och även om det inte gjorde det, skulle det inte reagera tillräckligt snabbt för att registrera temperaturen på blixtnedslag. Lyckligtvis finns det” ljus ”i” blixt.”Li och hans team kunde spela in blixtens temperatur inom en millisekund genom att mäta ljusets intensitet vid olika våglängder.,
Efter att ha slagit blixten på samma plats om och om igen, drog de slutsatsen att förhållandet mellan ström och temperatur av blixten är en mycket logaritmisk, vilket innebär att temperaturskillnaden mellan blixtnedslag med 1,000 och 10,000 ampere liknar dem med 10,000 Och 100,000 ampere. Detta resultat ger solida bevis för tidigare teoretiska förutsägelser som saknade stöd för data.
”nästa steg skulle vara att jämföra med mätningar från raket utlöst blixtnedslag, eller naturligt blixtnedslag, vilket kan göras i hela USA, eller Kina,” föreslog Moore.
det är rätt, rocket-trigged lightning. I huvudsak en förhärligad version av Benjamin Franklins Trådbundna drake, har forskare idag sätt att sifon naturliga blixtar från himlen genom att lansera en elektriskt jordad raket, som visas i videon nedan.
med en bättre förståelse för blixtens fysik kan forskare hjälpa ingenjörer att förbättra nuvarande protokoll och infrastruktur för att bättre hantera blixten-från vädervarningssystem till utformningen av kraftnät., Kanske kan vi en dag begränsa kraften i Thor att bara smita Loki på silverskärmen.
Redaktörens anmärkning: citat från Xiangchao Li översätts från en originalintervju utförd på kinesiska.