飓风卡特里娜动画图像
卡特里娜
2005年9月22日
显示2005年8月29日飓风移动路径的动画GIF(5兆字节)。

2006年1月12日。 收到一位读者发来的以下邮件:
http://science.nasa.gov/headlines/y2006/09jan_electrichurricanes.htm?list158491
您好,
我想向您推荐一篇关于飓风卡特里娜及闪电产生机制的有趣文章:
摘要如下:
令人惊讶的是,最大的飓风通常不产生闪电。它们会带来风和雨,但几乎从不“打雷”(即雷暴现象)。
然而,令人意外的是:在2005年最强的三个飓风——丽塔(Rita)、卡特里娜(Katrina)和艾米莉(Emily)——中,却产生了大量闪电。研究人员正试图弄清原因。
事实上,艾米莉飓风上空记录到的电场强度,是飞越该区域的飞机探测器所记录到的最强值之一(每米8千伏)。
实际上,我们知道大多数飓风为何不产生闪电:缺少一个关键要素——垂直风。在雷暴云中,垂直风迫使冰晶和水滴(称为“水凝物”)相互碰撞,从而带电。由于目前尚不完全清楚的原因,正电荷聚集在较小的颗粒上,而负电荷则附着在较大的颗粒上。风和重力将这些带电的水凝物分离,在雷暴中形成巨大的电场。这就是闪电的来源。
由于飓风的风主要是水平方向的,通常不会发生导致闪电的湍流活动。
此前曾在飓风中观测到闪电。1998年,当飓风乔治(Georges)向加勒比海伊斯帕尼奥拉岛移动时,在其风眼内探测到了闪电。这些闪电很可能是由岛屿山脉引起的上升气流形成的。
飓风在登陆时最有可能产生闪电,但对于2005年的这些“电气飓风”而言,周围只有海水……
最令我震惊的是文章最后一张图片,显示了在艾米莉飓风上空探测到的电荷分布:它们形成了一条直线……这让我想起您网站上发布的图片,其中可以看到那些平行的条带……
我对这一主题的了解非常有限,但这确实引发了一些疑问……是否可以为您的档案增添新的线索?
此致
敬礼
让-克里斯托夫(Jean-Christophe)
他的电子邮件:
您好,
我想向您推荐一篇关于飓风卡特里娜及闪电产生机制的有趣文章:
摘要如下:
令人惊讶的是,最大的飓风通常不产生闪电。它们会带来风和雨,但几乎从不“打雷”(即雷暴现象)。
然而,令人意外的是:在2005年最强的三个飓风——丽塔(Rita)、卡特里娜(Katrina)和艾米莉(Emily)——中,却产生了大量闪电。研究人员正试图弄清原因。
事实上,艾米莉飓风上空记录到的电场强度,是飞越该区域的飞机探测器所记录到的最强值之一(每米8千伏)。
实际上,我们知道大多数飓风为何不产生闪电:缺少一个关键要素——垂直风。在雷暴云中,垂直风迫使冰晶和水滴(称为“水凝物”)相互碰撞,从而带电。由于目前尚不完全清楚的原因,正电荷聚集在较小的颗粒上,而负电荷则附着在较大的颗粒上。风和重力将这些带电的水凝物分离,在雷暴中形成巨大的电场。这就是闪电的来源。
由于飓风的风主要是水平方向的,通常不会发生导致闪电的湍流活动。
此前曾在飓风中观测到闪电。1998年,当飓风乔治(Georges)向加勒比海伊斯帕尼奥拉岛移动时,在其风眼内探测到了闪电。这些闪电很可能是由岛屿山脉引起的上升气流形成的。
飓风在登陆时最有可能产生闪电,但对于2005年的这些“电气飓风”而言,周围只有海水……
最令我震惊的是文章最后一张图片,显示了在艾米莉飓风上空探测到的电荷分布:它们形成了一条直线……这让我想起您网站上发布的图片,其中可以看到那些平行的条带……
我对这一主题的了解非常有限,但这确实引发了一些疑问……是否可以为您的档案增添新的线索?
此致
敬礼
让-克里斯托夫(Jean-Christophe)
他的电子邮件:
在上述链接指向的NASA网站文章中,可以看到一张由GOES 11卫星拍摄的红外图像,显示的是四级飓风艾米莉(丽塔和卡特里娜均为五级飓风)。对于这三个飓风,人们在其风眼附近观测到了闪电,而此时风眼位于海洋上空,因此按理说不应存在强烈的上升气流,只有强烈的旋转风。气象学家知道,云的带电必然源于强烈上升气流的存在,上升气流通过摩擦使被携带的颗粒带电,不同成分因其质量和阻力系数不同而具有不同的上升速度。当这种旋转运动发生在平坦地形(如海洋)上空时,绝不会伴随云的带电现象。

艾米莉飓风在远离美国南部海岸的海洋上空移动时产生的闪电
照片中用加号和减号标示了闪电的痕迹。绿色线条表示ER-2飞机(U-2的一种变型)的飞行路径,该飞机用于从高空监测气象现象。

一架正在起飞的ER-2飞机
以下是飞机上测量的电场记录(X、Y、Z轴),显示了放电的剧烈程度。还可以注意到,这些放电呈排列状。

ER-2飞机在艾米莉飓风风眼附近放电期间记录到的强电压(8千伏/米)
这一现象确凿无疑,但在当前气象学知识框架下仍完全无法解释。
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