超级闪电：科学家发现地球上最强闪电的成因
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
（神秘的地球uux.cn）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、这项研究的主要作者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。
这项新研究首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)
为了确定是什么原因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如何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。
“还有更多的未知，但我们在这里发现的是一大块拼图，”Efraim说。“我们还没有完成。还有很多事情要做。”
