閃電在同一個地方出現(xiàn)兩次令人驚訝的經(jīng)常和現(xiàn)在,由于荷蘭射電望遠鏡網(wǎng)絡稱為低頻陣列(LOFAR),科學家們更清楚地知道為什么。一個國際團隊使用該陣列以前所未有的細節(jié)研究閃電的發(fā)展,并發(fā)現(xiàn)雷云內(nèi)的負電荷不會在一次閃光中放電。
有些存儲在研究人員稱為針頭的結(jié)構(gòu)內(nèi),使得重復排放到地面的可能性很大。
荷蘭格羅寧根大學的Olaf Scholten說:“這一發(fā)現(xiàn)與現(xiàn)在的情況形成鮮明對比,現(xiàn)在的電荷沿著等離子體通道直接從云的一部分流向另一部分或地面。”
它之前沒有被注意到,因為沒有足夠強大的設備可以做到這一點。
“這些針的長度可達100米,直徑小于5米,對于其他閃電檢測系統(tǒng)來說太小而且壽命太短,”同樣來自格羅寧根大學的Brian Hare說。
LOFAR包括數(shù)千個簡單的天線,這些天線分布在北歐,但通過光纖電纜與中央計算機連接,允許它們作為單個實體運行。它主要用于射電天文觀測,但天線的頻率范圍也使其適用于閃電研究,因為放電會在極高頻率(VHF)無線電波段產(chǎn)生突發(fā)。
在最近的研究中,研究人員僅使用荷蘭的LOFAR臺站,面積為3200平方公里,并分析了原始時間軌跡 - 精確到1納秒 - 在30到80兆赫茲(MHz)內(nèi)測量帶。
他們開發(fā)了一種新的數(shù)據(jù)算法,使他們可以看到兩次閃電的VHF無線電發(fā)射。天線陣列和所有數(shù)據(jù)上非常精確的時間戳使它們能夠以前所未有的分辨率精確定位發(fā)射源。
他們說,結(jié)果清楚地表明在針形成的位置處放電通道中斷的發(fā)生。這些似乎從主要通道釋放負電荷,隨后重新進入云。
通道中電荷的減少導致中斷。然而,一旦云中的電荷再次變得足夠高,通過通道的流動就會恢復,導致第二次閃電放電。通過這種機制,閃電將在同一區(qū)域反復發(fā)生。
“沿著正通道的VHF發(fā)射是由于沿著先前形成的側(cè)通道,即針頭的相當規(guī)律的重復放電,”Scholten說,“這些針似乎以脈沖方式排出電荷。