世界上最恐怖的云的图片世界上最恐怖的云长什么样( 五 )


雷暴内部及周围会发生许多影响大气化学成分的电现象 。而这些肉眼难以看见的闪电只是最近发现的几种电现象之一 。早在20世纪20年代 , 来自苏格兰的诺贝尔奖获得者查尔斯·威尔逊(Charles Wilson)就推测 , 高层大气中会发生一系列发光放电现象 。因为那里的大气密度更低 , 会使局部大气发生电击穿 , 由此产生一种被称作“精灵闪电”(Sprites)的放电现象 。
但直到1989年 , 人们才在美国中西部的一场大雷暴中偶然记录下了两道精灵闪电 。后来发现 , 精灵闪电有时可以向上延伸至距离地面近90千米的电离层 。根据戈迪略-巴斯克斯的说法 , 高层大气放电将对流层和电离层相连接 , 可以被视作全球大气电路(电离层与地表构成的闭合回路)中缺失的部分 。
高层大气的瞬态发光事件(TLEs)是否可以解释大气化学中另一个令人费解的观测结果?研究人员表示:“自20世纪60年代末以来 , 不时有报道称雷暴附近大气中的臭氧浓度突然增加 。”这些观测结果与我们已知的臭氧在闪电中的形成方式相矛盾——我们通常认为臭氧是通过闪电产生的一氧化氮所进行的后续化学反应过程间接形成的 。“有人猜测 , 臭氧水平增加可能是源于闪电本身 。”
普通闪电不会直接、立即产生大量的臭氧 。那么奇特的大气发光现象TLEs , 是否是导致观测区域臭氧浓度增加的直接推手?闪电是一种超高温放电现象 , 但瞬态发光事件中的强烈电场却并不会产生很大能量 。“这是了解它们化学特性的关键 , ”戈迪略-巴斯克斯对这一点深信不疑 。在实验室里 , 这种低温“电晕放电”(glossary , 一种冷放电)可以直接产生大量的臭氧和一氧化二氮 , 后者被认为是仅次于二氧化碳和甲烷的第三大温室气体 。
随着技术的发展 , 现在我们已经可以观测大气中的瞬态发光事件 , 从而使我们更容易对它们进行研究 。大气科学家组成的研究团队参与了一项名为大气-空间相互作用监视器(Atmosphere Space Interaction Monitor , ASIM)的太空任务 , 该仪器自2018年4月起被安装在国际空间站上 。ASIM已被证明非常擅长检测雷云内部的电晕放电现象 。研究人员评价道:“ASIM首次让我们了解到雷云内部发生的电晕放电的类型 , 并且记录下了它们发生的位置和频率 。”
诚然 , ASIM无法确定大气中电晕放电过程产生了哪些化学物质 。但科学家已经证实 , 这些看起来很奇特的电现象其实很普遍 。因此 , 如果它们与实验室里做过的电晕放电实验历经类似的化学反应过程 , 那么它们就很有可能是温室气体的重要天然
更多的数据或许也有助于布龙更准确地估计在全球大气羟基自由基中 , 有多少来自于这种不可见闪电 。“我们曾飞入7个砧状云 , 收集了能够得到的全部数据 , 但除此之外我们没有更多的数据了 。”他说 , “如果想要获得更多数据 , 你就必须搭乘一架飞机反复执行飞行任务 。飞机上还要搭载更多用于测量电场、电荷和电荷分离的仪器 。”另外 , 你可能还得研究其他地区发生的雷暴 , 包括大多数闪电出现的热带地区 。“这是可能完成的事情 , 但遗憾的是 , 这项任务不得不暂时被搁置 。”
【世界上最恐怖的云的图片世界上最恐怖的云长什么样】在巴思看来 , 比较值得做的一件事情是 , 将新仪器安装在某一架能够直接进入雷暴的飞机上 , 而不是仅仅在雷暴周围盘旋的飞机 。巴思表示:“大多数时候 , 我们会观测风暴前后的大气物质 , 以此推断中间阶段发生了什么 。”她也补充道:“我想要让飞机直接穿过雷暴 , 从而了解雷暴内部的化学成分 。”

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