美国佛罗里达州上演现实版晴天霹雳,为啥晴天也会有闪电

2020年08月24日
近日,美国佛罗里达州一名男子车内的行车记录仪拍下惊人瞬间,晴朗的天空中突然出现一道闪电,直击一棵棕榈树。视频显示,当时晴空万里,没有任何暴风雨的迹象,突然一声巨响,一道闪电就击中了这颗棕榈树,并且棕榈树的部分树枝都被闪电打掉了。此事件在网上引起了热议,焦点主要集中在几个方面:难道这就是传说中“晴天霹雳”吗?雷电不是在雨天才能发生吗?到底如何解释这种现象?下面我们就从气象学的角度来一起认识“晴天霹雳”,揭秘这种现象背后的科学原理,给大家普及必要的防雷小知识。
晴天霹雳到底是什么?
晴天出现闪电不多见,古人将晴天打响雷的现象称为“晴天霹雳”,早在宋朝,诗人杨万里就在诗中提到:“平地跳雪山,晴空下霹雳”。我国常将光打雷不下雨的现象称为“旱天雷”,“晴天霹雳”归为“旱天雷”的一种,用稍微专业一点的话来说就是发生在晴天的雷电现象。
我们再一起来看看气象学里对雷电的定义:雷电一般发生在对流发展旺盛的积雨云中,是在雷暴天气条件下发生的伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又令人生畏的放电现象。定义中有一个词“一般发生”,从字面上理解就是说电闪雷鸣的时候并不是一定要下雨的,雷电和下雨也许在某一地点同时发生,也许不在同一地点发生,这就说明晴天发生打雷、闪电的可能性是存在的。
摄影/吴砚威
上面提到的积雨云是非常重要的概念,搞清楚它的含义,对于理解雷电的形成有很大的帮助。那积雨云到底是一种什么样的云呢?它是积状云的一种,也称为雷暴云,常产生雷暴,并伴有强烈的阵风和暴雨,有时还伴有冰雹或龙卷。积雨云的云体庞大,云内有强烈的对流上升气流,使得云顶不断向上发展,上升高度超过零度层后顶部会冻结形成冰晶,顶部高度可达20千米,到达对流层顶部后,其受阻于稳定层而水平发展,发展成熟的积雨云顶部会出现云砧(类似于蘑菇状)。
积雨云   来源/《气象知识》编辑部
云中的水滴、冰晶和颗粒在重力和强烈上升气流共同作用下,不断碰撞摩擦而产生电荷,正电荷主要集中在云的上部,云下部集中的电荷以负电荷为主,云上、下部集合的电荷越来越多,逐渐形成电位差,当电位差不断增大就会产生放电现象,即为闪电。
闪电的形成   来源/《气象知识极简书-雷电》
“晴天霹雳”是如何形成的?
出现“晴天霹雳”现象是由于闪电发生的放电通道从积雨云中水平延伸出来,在晴朗的天空中经过相对较长的距离(有的甚至长达20多千米),然后向下击中地面。有时我们可以看见晴天闪电,只是在空中并未落地,这种属于云闪;但是此次的晴天雷电事件中,雷电击中树木,劈断树枝,说明闪电已落地,属于地闪。
雷电一般发生在积雨云的下部,在积雨云外发生放电现象是小概率事件,但不是没有。2017年6月3日,我国广东从化区就曾经发生过类似的事件,当时雷电发生地天空也是晴朗无云,闪电首先击中一棵大树,然后击中附近人员的头顶,最终造成人员死亡,后果远比开头提到的“晴天霹雳”严重。科学家在后期研究中发现,积雨云发生的闪电,初始是以垂直发展为主的,接着水平发展3千米后向东北方向和东南方向发展到接地,导致了广东“晴天霹雳”事件的发生。
通过上面的解释,我们可以发现,常见的闪电现象和“晴天霹雳”现象均属于闪电现象,本质是一样的。区别是常见闪电现象发生时,天空多呈现乌云密布状态,“晴天霹雳”现象发生晴空状态下。闪电的分叉是它在发展过程中的放电,多个分叉只是因为没有与地面连接成地闪通道。根据放电通道的表象,形象地将闪电分为线形闪电、球形闪电和链形闪电,常见的是线形闪电,也可以再细分为:线状闪电、带状闪电、片状闪电、火箭状闪电、球状闪电、联珠状闪电等。当在户外活动时,如果能听到远处的雷声时,则需要提高警惕,及早做出防御。
2020年拍摄的一次闪电过程
摄影/吴砚威
雷电天气该如何做好个人防护?
雷电让人生畏,雷暴出现时的雷鸣声常给人以威慑感。遇见雷雨天气,我们该怎么办呢?通常遵循“30—30”原则,即如果30秒或更短时间内出现 “电闪——雷鸣”现象,应立即寻求合适的庇护场所;在最后的雷声过去后,建议等待30分钟或更长时间才离开合适的庇护场所。在“30—30”原则下,还要做到“室内三不宜”“室外六不宜”。
“室内三不宜”指的是:不宜敞开门窗;不宜使用淋浴冲凉或触摸金属管道,不要打固定电话;不宜靠近建筑物外墙、电气设备以及使用电器。
“室外六不宜”包括:不宜进入无防雷设施的建筑物内;不宜躲在大树底下避雨;不宜在空旷或者地势高的地方打雨伞,扛鱼竿、旗杆、球拍等物体;不宜在水中或水面交界处工作或游玩;不宜进行户外运动;不宜停留在建筑物顶上。
只要及时关注天气信息,做好雷电防御,我们是可以安全应对雷雨天气的。
来源:知识就是力量公众号