(Inside Science) – Blitz ist eine der zerstörerischsten Kräfte in der Natur. Aber bei all der Folklore und Legenden, die sich über die menschliche Geschichte des Blitzes angesammelt haben, wissen wir überraschend wenig über das Innenleben dieses mächtigen Phänomens, einschließlich etwas so Einfachem, wie der Strom, der durch einen donnerinduzierenden Blitz fließt, mit der Temperatur des Blitzes zusammenhängt.,
„Die grundlegende Physik des Blitzes, wie Blitzinitiation und Blitzausbreitung, ist an dieser Stelle nicht vollständig verstanden“, sagte Robert Moore, ein Blitzforscher von der University of Florida in Gainesville.
“ Wir kennen die Grundlagen, aber nicht die Details. Wenn also jemand Fortschritte macht, sind es wichtige Neuigkeiten.“
Der Blitz verursacht in den USA jedes Jahr mehr als 5 Milliarden US-Dollar Schaden sowie mehr Todesfälle als Hurrikane.,
„Ein direkter Treffer durch einen Blitzschlag kann ein Stromkabel schmelzen oder einen Waldbrand auslösen, bei dem die Wärmemenge des Blitzes eine wichtige Rolle spielt“, sagte Xiangchao Li, ein Wissenschaftler aus China, der sich auf Blitzforschung spezialisiert hat. Li und sein Team entdeckten eine mathematische Beziehung zwischen der aktuellen Intensität und der Temperatur im Inneren des Blitzes. Ihr Ergebnis wurde letzten Monat in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht.
São Paulo vor und während eines Stromausfalls durch einen schweren Gewitter im Jahr 2009., Der Blackout betraf schätzungsweise 60 Millionen Menschen in Brasilien.
Zusammengesetztes Bild von Yuen Yiu( CC); Quelle Bildnachweis: Thomas Hobbs (flickr/CC)
Obwohl es jeden Tag ungefähr 100.000 Blitzeinschläge auf der Erde gibt, macht es die Zufälligkeit der Ereignisse für Wissenschaftler schwierig, sie effektiv oder systematisch zu untersuchen. Bis Thor, der nordische Gott des Blitzes sowie andere meteorologische Ereignisse, sich einem Blitzforschungsteam anschließt, bleiben die Wissenschaftler ihren eigenen Geräten überlassen.
Zum Glück existiert ein solches Gerät., Bekannt als Impulsstromgeneratorsystem, kann das Gerät künstliche Blitze mit Strömen von bis zu Zehntausenden Ampere erzeugen. Zum Beispiel wird eine Haushalts-oder Kfz-Sicherung normalerweise weit unter hundert Ampere bewertet, und ein elektrischer Strom von nur wenigen Ampere kann Sie leicht töten. Ein natürlicher Blitzschlag trägt typischerweise etwa 20-30.000 Ampere Strom., Sicherlich gibt es andere Faktoren wie Größe und Einstellung des natürlichen Blitzes, die in einem Labor nicht repliziert werden können, aber nur in Bezug auf die reine Stromabgabe kann der vom Gerät erzeugte Blitz Thor wirklich einen Lauf um sein Geld geben.
Mit ihrem künstlichen Blitzsystem konnten Li und sein Team Blitzeinschläge nach Belieben mit Strömen zwischen 5.000 und 50.000 Ampere wählen. Dies führte zu künstlichen Blitzeinschlägen mit Temperaturen von bis zu 17.000 F, doppelt so heiß wie die Oberfläche der Sonne.,
Dadurch entsteht ein neues Problem – bei so hohen Temperaturen würde ein normales Thermometer explodieren. Und selbst wenn dies nicht der Fall wäre, würde es nicht schnell genug reagieren, um die Temperatur des Blitzschlags zu registrieren. Glücklicherweise gibt es“ Licht „in“ Blitz.“Li und sein Team konnten die Temperatur des Blitzes innerhalb einer Millisekunde aufzeichnen, indem sie die Intensität des Lichts bei verschiedenen Wellenlängen messen.,
Nachdem sie immer wieder Blitze an derselben Stelle getroffen hatten, kamen sie zu dem Schluss, dass die Beziehung zwischen Strom und Temperatur des Blitzes sehr logarithmisch ist, was bedeutet, dass die Temperaturdifferenz zwischen Blitzeinschlägen mit 1.000 und 10.000 Ampere denen mit 10.000 und 100.000 Ampere ähnlich ist. Dieses Ergebnis liefert solide Beweise für frühere theoretische Vorhersagen, denen die Unterstützung von Daten fehlte.
“ Der nächste Schritt wäre, mit Messungen von Rakete ausgelöst Blitz oder natürlichen Blitz, der in den USA durchgeführt werden kann, zu vergleichen., oder China“, schlug Moore vor.
Das ist richtig, Rakete ausgelöst, Blitz. Im Wesentlichen eine verherrlichte Version von Benjamin Franklins kabelgebundenem Drachen, Wissenschaftler haben heute Möglichkeiten, natürlichen Blitz vom Himmel abzusaugen, indem sie eine elektrisch geerdete Rakete starten, wie im Video unten gezeigt.
Mit einem besseren Verständnis der Physik des Blitzes können Wissenschaftler Ingenieuren helfen, aktuelle Protokolle und Infrastrukturen zu verbessern, um besser mit Blitzschlägen umzugehen – von Wetterwarnsystemen bis hin zum Design von Stromnetzen., Vielleicht können wir eines Tages die Macht von Thor darauf beschränken, Loki nur auf der Leinwand zu schlagen.
Anmerkung der Redaktion: Zitate von Xiangchao Li werden aus einem Originalinterview auf Chinesisch übersetzt.