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天上的一道闪电,是多少度电?人工引的雷电与自然闪电有何不同

2024-07-04科学

2018年,巴西南部探测到了迄今为止被记录到的 最长闪电 ,它的横向跨度达到了 709公里 相当于从广州直接劈到了长沙。 2019年,在阿根廷北部还探测到了 在册的最久闪电 ,整整持续了惊人的 16.37秒

那么天上一道闪电,到底有多少度电?很多人都听过这样一个说法, 一次闪电的电量够中国人照明用一年。 事实真的如此吗?

巴西南部的709公里长的闪电卫星监测资料

一道闪电可以发多少电?

正常情况下,一道闪电的长度约2-3千米,长一点的闪电可以达到 20千米 ,直径可达 几十厘米粗 。而一次闪电的电压在100万伏特到1亿伏特之间, 放电时间在0.001-0.01秒

我们做一个假设,假如现在有一条闪电电压是1000万伏特,瞬间电流是10万安培,放电的时间是0.005秒,那么此次闪电释放的能量 E=IVt=5*10^9焦耳≈1389度

1389度电相比于 2023年全球30万亿的用电需求 ,实在太渺小了,结果是不是感到很意外。其实放眼全球, 每年发生闪电的次数可达14亿次,其中只有1/4能直接接触地面。 而人类目前如果想要捕获闪电的话,只能聚焦这类闪电。

顺利的话,全球每年靠闪电能发出的电约 1000亿度左右 ,这与用电需求来比,还是相差甚远。既然 雷电的电量并不能带来巨大的电力资源 ,那为什么近年来我们国家还一直热衷于人工引雷呢?

为何要人工引雷?

据了解从2006年开始,中国气象部门就已经 连续18年 开展野外雷电的试验。通过不懈的努力,近五年来引雷的成功率已经稳定在了 50%以上 。在2023年6月的时候,中国气象局雷电野外科学试验基地更是在 15分钟内成功的触发了5次闪电

其实人工引雷的原理,也很好理解。当云层中的电荷积攒 过多 时,地面区域的场强也会增加,这时气象人员会加以判断,预测此区域内雷电发生的概率和规模,条件合适就会向起电的雷暴云 发射小型火箭

这种专用火箭会拖着一根细长的 金属导线 导线向上的过程中会释放云层中的电荷 ,从而使随机的雷电变得有迹可。这样看来,某种意义上说人工引雷其实也是 避雷 的一种手段,通过引雷可以更好的了解雷电产生机制和致灾原理。

人工引雷与自然雷电不同

当然,通过上面的信息大家不难发现,人工触发的雷电与自然产生的雷电,还是有很大区别的, 前者电力储存的价值更低

所以我们国家目前研究的重点还不在雷电利用上,未来或许可以早点实现的是降低雷电导致的电子通讯和电力系统的中断。 这对避免高层建筑雷击和森林火灾也有一定的帮助 ,总结来说就是防雷减灾。