天上的一道闪电,是多少度电?人工引的雷电与自然闪电有何不同

天上的一道闪电,是多少度电?人工引的雷电与自然闪电有何不同导语雷电是大气中常见的自然现象之一 在夏季多雨的时节 我们常常会被屋外的暴雨和雷声吓到 一道道流光溢彩的闪电在乌云间时隐时现或者在乌云中闪烁 既让人觉得好奇又让人觉得害怕

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导语

雷电是大气中常见的自然现象之一,在夏季多雨的时节,我们常常会被屋外的暴雨和雷声吓到,一道道流光溢彩的闪电在乌云间时隐时现或者在乌云中闪烁,既让人觉得好奇又让人觉得害怕。

尽管雷电并不是我们人类能够控制的,但是我们也对这股自然现象好奇过许多,比如我们就会问到,天上的一道闪电相当于多少度电?

其实这个问题并不简单,因为不同的闪电有不同的电压,而且它瞬间释放的电量很高但是放电时间很短,所以即使知道了闪电的电压和放电经验,我们也只能知道一份闪电大约能释放多少电量,但是无法准确得出答案。

闪电与我国的“引雷”技术。

首先,研究发现,闪电释放出来的电压范围在大约100万伏特到1亿伏特之间。

为了更直观地说明这个范围有多大,假设这十万伏特差不多相当于220伏的家用220V电源,那么一百万伏特大约相当于4300根220V家用电源同时开起来的能量,而一亿伏特大约相当于43000根220V家用电源同时开起来的能量。

那么那么这么高的能量在闪电中要放出来的话,它们要花费多少时间呢?

天上的一道闪电,是多少度电?人工引的雷电与自然闪电有何不同

在自然现象中,闪电瞬间释放的电量可有0.001到0.01秒不等,而如果是我们人类制造的人工闪电,放电时间更是可以贪到数分钟,那么在这样的条件下,人造闪电最高放出的电量可达1亿伏特,那么这样的一次闪电释放出来的能量为多少?

我们可以利用物理学上的公式。

根据公式可知,能量=功率x时间,可以将其换算为U(mv)=W(mw)*S(s)。

还是以人工制造的一次闪电为例,假设它是1千万伏特,那么它的瞬间电流为10万安培,那么它释放出来能量为多少呢?

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此时我们则有公式1000=1389×S(秒),由此我们可以通过计算得出一次闪电相当于1389度左右。

当然这是一个非常粗略的估计,因为我们并不知道闪电放出的能量都这么多,这完全要看当时的气候条件了,但是即便如此,我们也明白了一件事,一次闪电放出的能量并不多。

我们现在谈论的闪电主要有两方面,一个是自然发生的天上那道道,一种是人造的人工引雷。

自然界中的闪电有一个特点,就是它们分布得很随机,每年在世界范围内大约会有14亿次发生闪电,其中有四分之一左右能够碰触地面,能够被人接收,因此每年能够被利用起来的闪电资源并不多。

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而就算这样把这些接触到的闪电放到一起也远远不足以能够满足全球人民的用电需求,因此靠着接触到的闪电来发电不如靠太阳能和风能这种比较稳定规律的资源来得高效方便。

同样,这些自然产生的雷也不可能被人工干预。

造成这种情况有两方面原因,一方面自然产生的雷多发生在海洋和偏远地区,人烟稀少并不影响人类生活,因此科技人员根据“博古通今”的原则并没有深入研究自然雷。

另一方面,人类并不能控制形成雷雨云,这样一来就只能通过人工引雷的方法来解决这个问题了。

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人造引雷。

人工引雷同样也有着自己的特点,那就是它们多存在于我国的一些高山地区,比如我们熟知的大雪山、梅里雪山、哈巴雪山等等。

在这些地方,为了避免当地原居民和登山者受到雷雨天气影响,不仅相关单位部署了引雷装置进行人工引雷,以此避免天上没有道道雷直接落地击伤人,也增设了通信设备和避难所,以备不时之需。

那么为什么中国偏偏要在山区进行人工引雷呢?

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这是因为我国山区多雨,频繁出现雨雪天气,由于大气层与地面温度差大,会导致大量云朵在山上聚集聚热,从而形成雷雨天气,因此山上的降雨和雷暴天气频率极高,如果不能提前做好避难避挡措施,那么将可能对生命财产安全带来威胁。

我国人工引雷的发展历史其实并不长,自2006年我国进行了第一试验以来,人造引雷至今已经有17年的历史了,在这17年以来,我国对人工引雷的探索取得了许多成果,目前人工引雷装置安装地点全国已经覆盖了1700个,自2018年起五年来成功率就稳定在了50%左右了。

并且,我国在人工引雷方面还积累了丰富物资经验,比如各种避雷设施、通信设备以及避难所等,让人工引雷技术能够最大程度保护他人的人身安全。

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人造引雷与自然 雷有什么区别?

自然界中发生的闪电有着自己“生存”的环境和条件,同时没有人为因素进入其中,因此自然产生的闪电经常演变出不同种类,有可能带着特殊颜色,但一般来说,自然界中的闪电多为蓝色或者紫色。

而人造引雷同样也会形成人工“世界”,将众多人为因素聚集于其间,因此人造引雷往往会形成不可思议的长跑闪电,这种长跑并不是蜿蜒曲折,而是笔直又长,就像是在天空中插了一根柱一样。

这种现象为什么会发生呢?

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这是因为中国的人造人工引雷有一种从下往上夹送剂颗粒的方法,这种夹送剂颗粒可以看做是较小物体,相比起浩瀚苍穹,它们本是微不足道的小物体,但是在众多夹送剂颗粒共同作用下,它们也能增强空气离子的能力,这样一来,天空中的云层就会形成附着众多夹送剂颗粒质点,伴随着上升气流一起飞向高空,在高空中,它们会因为自身重力产生下落,并以极快速度穿越大气层,最终触碰石击生成闪电。

这样的气流却只会向上不会有所偏移,因此这些附着质点最终汇聚成团,组成一条很粗很直又极长的闪电,最大记录竟然长达709公里!

然而更不可思议的是在2019年,在阿根廷北部探测到了一道长达16.37秒之久,可谓是史上最长时间的一道闪电。

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时间如此漫长,又怎么会跟我国人造引雷证实呢?

这是因为当时正好处于寒冷季节,无法夹送夹送剂颗粒,在没有夹送剂颗粒助力下,上升气流中的离子仍然能够穿过大气层,下落成团汇聚成团,在如此条件下形成了一根极为罕见的高空超长横向亮度标准,是一次点亮自身含有离子的气体,同样是在虚幻真实之间独一无二。

天上的一道闪电,是多少度电?人工引的雷电与自然闪电有何不同

闪电是一种非常神奇而且具有破坏性的天气现象,从大气层中散发过来的巨大威力和绚丽颜色总是吸引着我们的目光,同时我们也因此想知道天上的闪电究竟能否被人利用,把这些自然力量用来服务人类,但是最终得出的结果是有限而小剂,也不能满足全球人民用电需求。

我们不妨考虑一下,如果掌握了一定科技发展水平后,人类是不是可以利用氮捕获闪电直到生产出新的清洁资源?

同时又或者在城市中增设监控系统进行研究,在天气条件合适时通过诱导手段改变它们从而转移位置避开都市繁华,对提升城市发展水平所带来的黑暗力量。

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在探讨闪电及其潜在利用价值的过程中,我们不仅要关注其电量和产生机制,更要考虑其对人类社会的影响和未来发展方向。尽管目前的研究表明,闪电的能量释放量相对较小,且难以有效捕捉和利用,但随着科技的进步,或许未来会有新的突破。

闪电的能量虽然瞬时巨大,但由于其释放的时间极短,使得捕捉和转化其能量变得非常复杂。根据统计数据显示,全球每年约有14亿次闪电,其中只有约25%能直接击中地面。即使这些闪电被成功捕获,经过计算,一道闪电的释放能量大约在1389度电左右,换算成实际的电力供应也仅能满足小规模的电力需求。例如,1389度电的能量可以为一个普通家庭提供一周的电力,但对于城市的整体电力需求而言,这显然是杯水车薪。

天上的一道闪电,是多少度电?人工引的雷电与自然闪电有何不同

科技的不断进步为我们提供了新的思路。近年来,科学家们开始探索利用闪电的电能进行氮捕获,从而转化为清洁氮肥。根据国际能源署(IEA)的数据,全球氮肥市场规模在2020年已达到2,500亿美元,而利用闪电能量进行氮捕获的技术一旦成熟,将可能为农业生产带来革命性的变化。通过这种方式,我们不仅能够有效利用闪电所带来的自然资源,还能减少化肥对环境的污染。

城市化进程的加快使得城市中频繁出现雷电天气现象,如何安全地应对雷电带来的威胁成为了亟待解决的问题。通过在城市中增设监控系统,实时监测雷电活动,并在适当时机通过人工诱导手段改变雷电的路径,或许能够有效降低雷电对城市基础设施和人身安全的威胁。根据美国国家气象局的数据,雷电每年导致的经济损失高达10亿美元,而通过有效的监控和预警系统,这一损失有望大幅降低。

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同时,人工引雷技术的不断发展也为我们提供了新的思路。在我国,人工引雷技术已经取得了显著进展,成功率稳定在50%左右。未来,随着技术的进一步成熟,人工引雷可以在更多的地区推广,尤其是在高风险雷电区域。这不仅能有效减少雷电对人身和财产的威胁,还能为当地的生态系统带来一定的益处。

总之,尽管闪电的自然特性使得其能量利用面临诸多挑战,但我们不能忽视其潜在的应用价值。随着科技的不断进步,未来或许能够通过创新的方式将闪电转化为可用的能源,或者通过监控和引导技术有效应对雷电带来的风险。对于这一领域的研究,公众的关注和讨论至关重要。您认为,未来我们是否能找到更好的方法来利用或应对闪电这一自然现象呢?欢迎在评论区分享您的看法!

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