闪电不是雷暴的专利!火山爆发后可以形成更壮观的闪电。
据探索频道网站报道,火山闪电是如何形成的一直困扰着科学家,他们多年来一直试图揭示其中的奥秘。目前发表在《地球物理研究快报》上的两篇研究报告有助于解释这一现象,统一两种相互矛盾的观点。
闪电的形成很好理解:云中的粒子带电,产生正负电荷分离的电场,闪电的出现使电场保持平衡。在雷暴天气中,冰晶是带电粒子,但尚不清楚火山闪电是否也需要冰晶,或者尘埃粒子之间的摩擦是否有类似的影响。最新的两项研究表明,以上两种情况是否正确,主要看实际情况。
在第一项研究中,美国地质调查局瀑布火山观测站的火山学家Alexa Van Eaton和她的同事利用闪电传感器网络分析了2015年4月智利卡尔布科火山的闪电。他们发现闪电沿着火山顺风方向的较高位置的尘埃羽流移动,那里的温度足够低,可以形成冰晶结构。
Alexa说:“火山闪电基本上与落在地面上的所有其他尘埃粒子解耦,但它似乎跟随冰晶停留在更高的大气位置。”火山闪电的奥秘就这样揭开了吗?冰晶是否都是火山闪电形成的必要条件?Alexa和她的同事发现闪电也出现在火山爆发的第二阶段。当尘埃和气流靠近地球而远离任何冰晶时,这表明尘埃粒子的碰撞可以产生足够的电荷。
德国慕尼黑大学火山学家Corrado Cimarelli进行的第二项研究加强了这一理论观点。他记录了日本九州岛樱岛火山闪电的高速视频。2009年,火山继续喷发。由于尘埃羽流阻挡了内部形成的闪电,Cimarelli和他的研究团队还采用了接近式声学传感器和电磁场测量。
他们发现,在火山爆发期间,火山尘埃和碎片颗粒相互靠近,并形成电荷。Simarelli说:“当地球大气层猛烈喷射尘埃时,这里会发生放电,与喷射水平无关。”范伊顿强调,我们可以明确地说,火山羽流在短时间内带电,但大型火山喷流中的带电变化通常会因冰晶的形成而增强。
范伊顿指出,这项研究将有助于我们更好地实现火山喷发的预警,特别是远程火山,同时在保护空中航线方面发挥预警作用。