- 傳感器數(shù)據(jù)揭示云層中強閃電的奧秘
- 來源：賽斯維傳感器網 發(fā)表于 2025/8/18
近日，洛斯阿拉莫斯國家實驗室的研究團隊通過一項新研究，為我們揭開了云層中強閃電的神秘面紗。該研究發(fā)現(xiàn)，閃電中兩個甚高頻無線電脈沖的強度差異，與閃電在云層中的高度存在密切關聯(lián) —— 這一發(fā)現(xiàn)不僅有助于理解閃電能量的輻射機制，更為探索一種特殊強云內閃電的形成過程提供了關鍵線索。
這項研究的突破，離不開對 “跨電離層脈沖對”（TIPPs）的深入分析。TIPPs 是閃電產生的一種甚高頻無線電信號，而研究團隊借助機器學習技術，收集到了迄今為止規(guī)模最大的 TIPPs 數(shù)據(jù)集：超過 76000 個 TIPPs 樣本。這些數(shù)據(jù)來自洛斯阿拉莫斯實驗室研發(fā)的射頻傳感器，該傳感器搭載在地球同步軌道衛(wèi)星上，同時與地面觀測到的閃電進行了精準匹配。值得注意的是，在射頻傳感器檢測到的閃電事件中，約 95% 都是 TIPPs，其余則為云對地閃電放電。
“長期以來，我們已知 TIPPs 的第一個脈沖是閃電信號直接穿過電離層到達衛(wèi)星產生的，而第二個脈沖則是信號經地球表面反射后再抵達衛(wèi)星的結果�！� 該研究的主要作者、洛斯阿拉莫斯實驗室的研究科學家艾琳・萊（Erin Lay）解釋道，“但有時第二個脈沖會比第一個更強，其背后的原因卻一直是個謎。而這項研究告訴我們，這種強度差異是由閃電在云層中的高度以及它相對衛(wèi)星的仰角共同決定的。”
更重要的是，該研究進一步證實了 TIPPs 是 “緊湊云內放電” 在太空中的信號標志。緊湊云內放電是一種速度極快、持續(xù)時間極短的特殊云內閃電過程，屬于強閃電的一種。這一關聯(lián)的確認，讓 TIPPs 成為研究這類強閃電的重要 “太空信使”。
此外，這個包含 76000 個 TIPPs 的大型數(shù)據(jù)庫，還有望為全球閃電測繪儀（GLM）的數(shù)據(jù)增添更多細節(jié)。據(jù)艾琳・萊介紹，GLM 儀器搭載在美國國家海洋和大氣管理局的 GOES-R 系列衛(wèi)星上，與協(xié)同定位的先進基線成像儀配合，能為研究人員提供云層高度的估算信息�！拔覀兊臏y量數(shù)據(jù)或許能讓云層對流區(qū)域高度的時間監(jiān)測更加精準，進而幫助他們驗證自身數(shù)據(jù)�！� 萊舉例道，“比如，當 TIPPs 的高度出現(xiàn)快速躍升時，這可能意味著風暴的對流活動正在發(fā)生劇烈變化�！�
目前，這項研究成果已發(fā)表在《地球物理研究雜志：大氣》上。它不僅為閃電物理學研究開辟了新視角，更為氣象監(jiān)測領域提供了更精準的工具 —— 未來，借助 TIPPs 數(shù)據(jù)與 GLM 的結合，人類或許能更及時、更準確地捕捉風暴的動態(tài)，為應對極端天氣增添一份保障。
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