闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。通常是暴风云(积雨云)产生电荷，底层为阴电，顶层为阳电，而且还在地面产生阳电荷，如影随形地跟着云移动。正电荷和负电荷彼此相吸，克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去，产生出一道明亮夺目的闪光。; M2 a/ H% n; K! L
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2020年6月25日，世界气象组织（WMO）公布了迄今为止探测到的跨度最长的闪电。它有多长呢？横向跨度709公里！相当于从武汉直接闪到了上海。
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不过，它并不是发生在我国境内，而是在2018年10月31日发生于巴西南部。WMO同时还公布了持续时间最久的闪电：2019年3月4日阿根廷北部，这道闪电持续了惊人的16.73秒。+ `, ~; }7 U4 c5 T
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5 {8 y1 n0 i& m7 l z" C+ qGOES-16地球同步轨道环境卫星（由美国国家海洋与大气局管理）* h" K7 y$ B' P$ b4 M
+ Z* p* T* x0 M$ A, W, W闪电的发生具有一定的随机性和不确定性，只是守株待兔般等待，研究效率将十分低下。我国气象科学研究院连续多年开展了“人工引雷”试验，“人工引雷”是通过闪电产生条件预测闪电的形成区域，然后发射一枚拖拽着金属丝导线的小火箭，通过金属丝将闪电引至定点目标物。下图是2019年7月的实验场景，场面酷炫如科幻大片。: X2 n' K4 k* u, y3 L' g
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/ ^7 X7 s0 m2 _$ m7 K▲我国人工引雷试验 | 中国气象局& `, v T& [0 R! K L& o9 a( t
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闪电巨大的威力来自于它巨大的电流，峰值时可达几万安培（2200瓦的家用大功率电取暖器额定电流也不过10安培）。闪电持续的时间往往非常短，实际输送的能量并没有想象中那么大。+ [5 O9 ^/ z2 K" K
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据资料显示，一次普通闪电电压约为500万伏，电流约为2万安，持续时间约为0.1秒，E=UIt=5000000*20000*0.1= 10亿焦耳% J+ u1 d- F* j% \
! A h, ?# @. @# m6 g' ^: @10亿焦耳看似数值惊人。但事实上，1度电（1kWh）就有360万焦耳。换算一下，从一道闪电中大约可获取280度电，相当于闪电电击一下，仅能充满（或者报废）一台特斯拉电动汽车。" r% E& U0 \6 ~ E! n# l7 u' A
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如果按照1度电0.5元计算，一道闪电的价值大约是140元！这样的产能确实不太令人满意。以后有人再说，闪电有不可估量的能量时，你可以反驳啦！( m. x, N* S& g
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闪电是大自然创造的，但是我们人类也创造了“人工闪电”（特斯拉线圈）。特斯拉线圈又叫泰斯拉线圈，这是从"Tesla"这个英文名直接音译过来的。特斯拉线圈是由一个感应圈、变压器、打火器、两个大电容器和一个初级线圈的互感器组成。8 Z* `+ p, f9 A3 ^. }1 a. p0 T9 _: T
! ?$ d, K6 y" l* _, {' t其原理是首先利用变压器升压，然后给初级回路电容充电，充到放电阈值时，火花间隙放电导通，初级回路发生电磁振荡，给次级线圈提供足够高的激发功率。由于初级线圈和次级线圈的固有频率设置相等，可以发生电磁共振，次级线圈可以积累极高的电压，当电压能够击穿空气时，我们就看到人工闪电了。
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发表于 2022-12-23 12:25:07