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多雷电的天空,多尘埃的城市?

admin  发表于 2017年09月20日

休斯敦等地每年都要发生大量的云地间雷电袭击。

看一看过去10年间美国的假彩色云地间闪电布局图,你会以为有人在休斯敦的中央设置了一枚巨大的避雷针。在雷暴高峰季节(6月至8月),休斯敦平均每个月要发生l700次云地间闪电,只有佛罗里达州的一些地方闪电次数比它更多。并且休斯敦正上方和顺风区域的地面雷击发生率是该城80千米外逆风区域的两倍。

“不知为什么,休斯敦的450万居民对该城的气象状态有着重大影响。”得克萨斯农业与机械大学的Richard Orville这样说道,他是即将在《地球物理学研究通讯》杂志上发表的一篇论文的首位作者。上述研究人员在研究中所依靠的是“国家闪电探测网络系统”——一个以前所未有的精确度测定云地雷击的数据库。1995年对美国中西部l6座城市的一项研究利用了该数据库的数据并发现了城市规模、空气污染状况与雷电发生之间的相关性,然而,该研究未能挑选出导致雷电格外多的一个因素,上述城市的雷电发生率通常大大低于休斯敦。

新的一项研究试图精确确定雷电多发的可能原因。Orville认为,休斯敦的局部气象条件是由其附近的加尔维斯顿湾造成的,该湾促进了上述地区的对流活动和雷暴的发生,而这些条件是可以被一一弄清的。该小组在加入和不加入休斯敦的城市要素的情况下,模拟了该地区的气象状态,并且发现,休斯敦上空强烈的会聚模式并非由加尔维斯顿湾造成,而是该城本身的“热岛效应”导致的。

然而,城市产生的热可能并非问题的根由。通过分析,Orville还在休斯敦正东面路易斯安那州的莱克查尔斯城上空发现了另一个雷电热点。这座小城的云地间雷电发生率和休斯敦城不相上下,然而该城却根本不存在促使雷电多发的城市地貌。

以上两座城市共有的一个特征是它们都存在重大空气污染源,其中包括石油加工厂。得克萨斯农业与机械大学的一位大气化学家张仁义(音)说,空气污染粒子(即悬浮微粒)可以帮助更多的云中水分进入浓厚的对流云上层,在那里,过冷水滴与冰晶相撞,从而促进雷电发生。“粒子相撞所起的作用就像你用手摩擦头发使之释放出电荷一样。”张如此说道。

耶路撒冷希伯来大学的Daniel Rosenfeld最近报道了在巴西的亚马孙河区对悬浮微粒如何促进雷电发生的观察结果:燃烧生物质所引起的烟尘粒子造成了许多细小的云滴,这些云滴将更多的水分带到了对流云的高层。在这里,要把悬浮微粒的作用从其它一些相关因素中区分出来也不容易办到。“这种过冷水可以通过较强的上升气流或借助于悬浮微粒进入对流云的高层。”Rosenfeld解释道,“在通常情况下,较强的上升气流也是处在污染较为严重的空气之中。”

Orville打算对休斯敦和莱克查尔斯两地作更为密切精细的观察。他希望,借助于丰富的高分辨率雷电数据,自己能够真正找到休斯敦的天空为何时常雷电频繁的原因。

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你需要知道的有关雷电等的资料

去年,美国环境保护局为休斯敦的一项“超级地点“环境监测计划出资,以研究该城的大气颗粒物污染的根源和构成。

美国国家雷电探测网络系统记录了每一微秒美国所发生的云地雷击,并确定了在不到1千米的范围内发生的雷击次数。

佛罗里达之所以雷电频繁,并不是因为空气污染或热岛效应,而是由于该州的半岛状地形和亚热带气候,上述地理条件有助于佛罗里达成为美国东、西海岸间无可争辩的雷电冠军之乡。

【郑忆石/译 冉隆华/校】  


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