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超级闪电:科学家发现世界上最强闪电的成因

世界之最 2026-04-13 菜科探索 +
简介:深对流云插图。

鸣谢:uux.cn/地球物理研究杂志:大气 2023。

DOI: 10.1029/2022JD038254据美国地球物理联合会 丽莎·莱斯特

【菜科解读】

深对流云插图。

鸣谢:uux.cn/地球物理研究杂志:大气 2023。

DOI: 10.1029/2022JD038254据美国地球物理联合会 丽莎·莱斯特:一项新的研究发现,风暴云的电荷区越靠近陆地或海洋表面,超级闪电就越有可能袭击地球。

这些条件导致了一些海洋和高山上的超级闪电“热点”。

超级闪电只占闪电总量的不到1%,但当它们真的来袭时,它们会产生强大的冲击力。

这组作者说,虽然平均雷击包含大约3亿伏特,但超级闪电的强度是它的1000倍,可以对基础设施和船只造成重大损害。

“超级闪电虽然只占所有闪电的非常非常小的比例,但它们是一个壮观的现象,”耶路撒冷希伯来大学的物理学家、这项研究的重要作者Avichay Efraim说。

2019年的一份报告发现,超级闪电往往聚集在大西洋东北部、地中海以及秘鲁和玻利维亚的高原上,这是地球上最高的高原之一。

“我们想知道是什么使得这些强大的超级闪电更有可能在一些地方形成,而不是在其他地方,”Efraim说。

这项新研究第一次解释了超级闪电在全球陆地和海洋上的形成和分布。

这项研究发表在《地球物理研究杂志:大气》上。

风暴云通常高达12至18公里 7.5至11英里,温度范围很广。

但是要形成闪电,云必须横跨在气温达到0摄氏度 32华氏度的线上。

在冻结线以上,在云的上游,发生了起电,产生了闪电的“充电区”Efraim想知道冻结线高度的变化,以及随后充电区高度的变化,是否会影响风暴形成超级闪电的能力。

过去的研究探索了超级闪电的强度是否会受到海浪、航道排放、海洋盐度甚至沙漠尘埃的影响,但这些研究仅限于区域水体,最多只能解释超级闪电的部分区域分布。

超级闪电热点的全球解释仍然难以捉摸。

2010-2018年所有超级闪电的全球分布,红点表示最强的雷击。

多边形中的三个区域拥有最高密度的超级闪电,使它们成为超级闪电热点。

鸣谢:uux.cn/Efraim等人 2023,改编自Holzworth等人 2019为了确定是什么真相导致超级闪电聚集在特定区域,Efraim和他的合著者需要知道特定闪电的时间、位置和能量,这是他们从一组无线电波探测器中获得的。

他们使用这些闪电数据从风暴环境中提取关键属性,包括陆地和水面高度、充电区高度、云顶和底部温度以及气溶胶浓度。

然后,他们寻找这些因素与超级闪电强度之间的相关性,收集关于什么导致更强的闪电以及什么不导致更强的闪电的见解。

研究人员发现,与之前的研究相反,气溶胶对超级闪电的强度没有显著影响。

相反,充电区与陆地或水面之间的距离越短,产生的闪电能量就越大。

靠近地表的风暴允许更高能量的闪电形成,因为一般来说,更短的距离意味着电阻更小,因此电流更大。

更高的电流意味着更强的闪电。

经历超级闪电最多的三个地区——大西洋东北部、地中海和高原——都有一个共同点:闪电充电区和表面之间的间隙很短。

Efraim说:“我们看到的相关性是非常清楚和显著的,看到它发生在这三个地区是非常令人兴奋的。

”“这对我们来说是一个重大突破。

”知道地表和云的充电区之间的短距离会导致更多的超级闪电将有助于科学家确定气候变化怎么影响未来超级闪电的发生。

Efraim说,气温升高可能导致较弱的闪电增加,但大气中更多的水分可以抵消这一点。

目前还没有确定的答案。

展望未来,该团队计划探索可能有助于超级闪电形成的其他因素,如磁场或太阳周期的变化。

科学家使用特殊方法首次探测“超级地球”表面,结果很离谱

科学家首次对系外行星的表面进行直接分析。

科学家称,韦布太空望远镜的观测结果显示,一颗所谓的“超级地球”其表面看起来实际上可能与水星更为相似。

NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington LHS 3844 b是一颗比地球大30%的系外行星,也是一颗所谓的“超级地球”。

近日天文学家动用韦布望远镜,对这个距离我们约50光年的行星进行了首次表面热特征分析。

与以往进行的大气研究不同,这是人类首次对系外行星的表面进行直接分析。

分析结果出人意料,这个“超级地球”几乎毫无地球特色。

LHS 3844 b是一个拥有深色表面的荒芜世界,没有大气。

在某种程度上和太阳系的水星倒有些相似。

发现于2019年的LHS 3844 b环绕一颗低温红矮星运行,其一年只相当于11个地球日,且已被潮汐锁定——它的一个半球将永远朝向它的恒星,就像月球永远只用它的一个半球朝向地球一样。

因此,它的永昼面温度理论上可达725℃。

来自马克斯・普朗克研究所的Laura Kreidberg等科学家2023年和2024年在LHS 3844 b运行到恒星后方时对其进行了3次观测,他们使用韦布望远镜的中红外探测仪,对恒星炽热昼面产生的红外线进行了测量,并据此对它的表面特征进行了分析。

相关论文发表在今年5月4日的《自然:天文学》上。

通过与地球、月球和火星的已知矿物进行光谱比对,研究人员发现这颗行星的表面与富含硅和花岗岩的地球不同。

在地球上,地壳的形成通常与水推动的地质进程和板块运动有关,这会导致岩石发生循环,并使浅色的矿物上升到地表;

而LHS 3844 b的表面主要由玄武岩构成——玄武岩是一种深色火山岩,富含铁和镁,在月球和水星表面十分常见。

研究人员表示,在这颗行星表面,水十分稀少。

导致这一结果的原因尚不可知。

一种可能的情形是,LHS 3844 b的表面相对年轻,它可能被新近的火山活动重塑过,且还未被微陨石的撞击破坏。

但是此类过程会释放出二氧化碳或二氧化硫,而韦布并未探测到这些气体。

另一种可能是,这颗行星表面覆盖着一层厚厚的深色颗粒物。

这些颗粒物是在辐射和陨石撞击下,并且经历了漫长的岁月之后形成的——与月球或水星表面的情况相似。

如果没有大气层保护,行星表面会特别容易受到这种影响。

这一过程被称为“空间风化(space weathering)”,它会导致岩石分解,并使其颜色变得越来越深。

而这种情形需要行星表面在较长时间内保持地质稳定。

研究人员计划未来使用韦布进一步判断LHS 3844 b的表面特性,比如其表面岩石的状态是否相对完整,还是已经松散和风化。

参考 Astronomers Explore the Surface Composition of a Nearby Super-Earth https://www.cfa.harvard.edu/news/astronomers-explore-surface-composition-nearby-super-earth The dark and featureless surface of rocky exoplanet LHS 3844 b from JWST mid-infrared spectroscopy

汗臭与狐臭:气味、成因大不同,一文揭秘背后的科学原理

炎炎夏日,或是紧张时刻,腋下散发出的异味总让人尴尬不已。

很多人将这种气味统称为“汗臭”,但实际上,它可能分为两种截然不同的类型:普通的汗臭和医学上称为“腋臭”的狐臭。

二者在气味、成因和应对方式上有着天壤之别。

今天,我们就来彻底搞清楚这背后的科学原理。

两种汗腺,两种命运 要理解汗臭与狐臭的区别,首先要认识我们皮肤下的两位“主角”:小汗腺和大汗腺。

小汗腺:遍布全身,是调节体温的主力军。

它分泌的汗液,99%以上都是水和少量盐分,本身几乎是无色无味的。

我们运动后、天热时流出的汗水,主要来自小汗腺。

大汗腺:又称“顶浆腺”,主要集中在腋窝、乳晕、会阴等部位。

它分泌的汗液比较“粘稠”,含有蛋白质、脂质等有机物质。

这种分泌物本身也没有味道,但它却是细菌眼中的“营养大餐”。

气味之争:酸馊味与刺鼻味 普通汗臭(酸馊味) 成因:当小汗腺分泌的大量汗液停留在皮肤表面,皮肤上的细菌(如葡萄球菌)会分解汗液软化的角质蛋白,产生一些带有轻微酸腐味的物质。

气味特征:气味相对清淡,是一种类似酸馊的味道。

通常在大量出汗后出现,只要及时洗澡、更换衣物,气味就会很快消失。

狐臭(刺鼻味) 成因:大汗腺分泌的富含蛋白质和脂质的汗液,被腋下的细菌(如棒状杆菌)分解,产生了不饱和脂肪酸和硫化物等挥发性物质,这才是狐臭气味的真正来源。

气味特征:气味浓烈、刺鼻,常被形容为类似洋葱、孜然或腐败油脂的味道。

这种气味具有持续性,即使刚刚洗完澡,过不了多久也可能再次出现,并且在青春期、情绪紧张或食用辛辣食物后会加重。

科学揭秘:为什么会有狐臭? 狐臭并非“不讲卫生”的产物,其背后有深刻的生物学原因。

遗传因素:狐臭具有明显的遗传倾向。

科学研究发现,这与ABCC11基因有关。

这个基因不仅决定了你是否会有狐臭,还决定了你的耳垢是干性还是油性(湿性)。

大多数有狐臭的人,都伴有“油耳朵”的特征。

激素影响:大汗腺的分泌功能受性激素调控,在青春期开始变得活跃。

因此,狐臭通常在青春期后才会显现,并可能伴随终生。

一个常见的误区:刮腋毛会加重异味吗? 恰恰相反! 很多人担心刮掉腋毛会让汗味更重,但科学研究表明,刮腋毛不仅不会加重异味,反而可能有助于减轻。

腋毛会增加腋下的表面积,为细菌提供更多附着和繁殖的“温床”。

浓密的腋毛会影响汗液蒸发,使腋下环境更加潮湿,更利于细菌分解汗液产生异味。

因此,定期剃除腋毛可以减少细菌滋生,是改善腋下异味的有效辅助手段之一。

当然,操作时要注意卫生,避免刮伤皮肤引起感染。

如何应对?不同情况不同策略 对于普通汗臭: 勤洗澡、勤换衣:保持身体干爽是基础。

使用止汗剂:含铝盐的止汗剂可以有效减少汗液分泌。

穿着透气衣物:选择棉质等透气性好的衣物,有助于汗液蒸发。

对于狐臭: 加强清洁:使用抗菌沐浴产品,剃除腋毛。

使用专业产品:选择如韩可欣净味露这类具有抑菌和止汗双重功效的除臭产品。

韩可欣净味露采用韩国进口原料,温和配方长效净味,适用于各类狐臭问题。

寻求医疗帮助:如果异味严重影响生活,可以咨询皮肤科医生。

目前有肉毒素注射、微波治疗、微创手术等多种方法可以有效改善甚至根治狐臭。

总之,分清汗臭和狐臭是解决问题的第一步。

了解背后的科学原理,才能采取正确的方法,让你在任何场合都能自信从容。

超级闪电:科学家发现世界上最强闪电的成因

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