Apakah jenis kilat yang berbeza?

Walaupun kita cenderung memikirkan petir sebagai bolt yang terhempas ke bumi dari langit, petir boleh menyerang tanah atau melanda di dalam awan atau udara. Menurut Laboratorium Storm Teruk Nasional AS, terdapat lima hingga 10 kali kilat kilat di dalam awan kerana ada serangan awan ke tanah. Berikut adalah melihat pelbagai jenis kilat yang boleh berlaku semasa ribut petir.

Kilat awan ke tanah

Oleh kerana pertuduhan negatif tumbuh di dalam asas ribut petir, caj positif bermula disatukan dalam permukaan bumi di bawah, membayangi badai di mana sahaja ia pergi. Ini bertanggungjawab untuk hampir semua kilat awan ke tanah, ditunjukkan dalam imej di atas. Dengan kilat awan ke tanah, seorang pemimpin melangkah mundur ke bawah dari pangkalan awan negatif, dipintas dalam perjalanannya dengan tiang udara terionisasi yang dipanggil "penyaduran positif" yang menembak untuk menemuinya dari tanah bercas positif. Apabila kedua-duanya bersambung, arus listrik kasar diantara awan dan tanah, membentuk bolt kilat. Beberapa streamer positif kadang-kadang bersaing untuk pemimpin yang sama.

Hampir apa-apa objek atau organisme yang didasarkan di bawah badai petir boleh menarik seorang pemimpin yang melangkah, tetapi kilat malas, sehingga lebih dekat semakin baik. Pokok, bangunan tinggi, menara dan antena adalah sasaran kegemaran, dan, bertentangan dengan kebijaksanaan rakyat, kilat dapat menyerang dua kali.

Kilat Intracloud dan awan ke awan

Kilat intracloud tidak pernah meninggalkan awan di mana ia terbentuk. (Foto: NOAA)

Sekitar tiga perempat daripada semua kilat di Bumi tidak pernah meninggalkan awan di mana ia terbentuk, kandungan untuk mencari rantau lain zarah bertentangan bertentangan dalam badai. Serangan ini dikenali sebagai "kilat intracloud, " tetapi mereka juga kadang-kadang dipanggil "kilat petir, " apabila, dari sudut pandangan kami, mereka menyalakan lembaran yang menyala di permukaan awan. "Petir labah-labah" (lihat gambar di bawah) berlaku apabila bilah cawangan merayap di sepanjang bahagian bawah awan.

Petir labah-labah adalah kilauan perjalanan panjang dan melintang yang sering dilihat di bawah awan. (Foto: NOAA)

Kilat juga kadang-kadang meninggalkan awan tetapi tinggal di langit, suatu fenomena yang boleh mengambil banyak bentuk. Ia mungkin melompat ke awan yang lain, atau ia mungkin hanya menyerang udara di sekeliling ribut jika bayaran yang mencukupi telah dibina berdekatan.

Walaupun kilat berasaskan awan biasanya tidak mengganggu manusia di permukaan, ia boleh mendatangkan malapetaka dengan kapal terbang, roket dan mesin terbang lain. Laluan penerbangan sering membawa jet penumpang terus melalui ribut petir yang besar, dan ketika kilat biasanya melewati di luar pesawat, sukar untuk melindungi sepenuhnya sistem elektrik dalam keadaan sedemikian. Pada tahun 2009, pegawai syarikat berkata Penerbangan Perancis 447 mungkin terkena petir sebelum hilang di Atlantik - ia terbang ke dalam ribut tropika sebelum kehilangan kuasa dalam kedua-dua sistem elektrik - walaupun pelbagai faktor lain mungkin menggabungkannya. Jurutera NASA di Cape Canaveral juga sentiasa dibelenggu oleh kilat dari ribut petir ribut musim panas di Florida, yang boleh melambatkan pelancaran dan merosakkan peralatan mahal.

Bolt dari biru

Kumpulan Penyelidikan Kilat University of Florida menangkap bilah ini dari biru dengan kamera berkelajuan tinggi. (Foto: Balai Cerap Kilat University of Florida)

Majoriti serangan kilat adalah negatif, turun dari pangkalan awan ke tanah yang positif. Tetapi dalam ribut petir besar, bolt positif supercharged boleh melancarkan dari kawasan atas awan, terbang dari badai sebelum jatuh ke dalam seksyen jauh bumi yang dikenakan secara negatif. Kadang-kadang bepergian sehingga 25 batu, serangan ini boleh menyelinap ke atas orang-orang yang tidak tahu hujan ribut berhampiran - maka namanya "bolt dari biru". Di samping menjadi senyap dan jarang, bolt dari biru juga lebih kuat daripada serangan kilat biasa, dan oleh itu menyebabkan lebih banyak kerosakan tubuh dan harta benda.

Pada bulan Mei 2019, seorang wanita di Florida tidak sengaja menangkap kilat ini kilat positif. Ia mengetuk tingkap - dan dia:

Kilat bola

Bola-bola elektrik terapung telah dilaporkan semasa ribut petir di seluruh dunia - malah dicipta semula dalam makmal - tetapi telah terbukti sukar untuk mengesahkan dalam alam semula jadi. Sekiranya petir bola semulajadi wujud, ia tidak dapat dipisahkan, tidak menentu dan jarang berlaku. Namun, terdapat petunjuk yang menggembirakan, seperti video di bawah, bahawa ia benar.

Para saintis juga mempunyai teori yang menarik tentang sifat bola kilat. Untuk kajian yang diterbitkan pada bulan Mac 2018, para penyelidik mencipta keadaan supercooled yang dipanggil kondensat Bose-Einstein, kemudian mengikat medan magnetnya menjadi simpulan kompleks. Ini menghasilkan objek kuantum yang dipanggil "Shankar skyrmion, " yang berteori lebih dari 40 tahun yang lalu tetapi tidak pernah berjaya dicipta dalam makmal.

Skyrmion adalah "konfigurasi momen momen magnetik yang diikat", menurut kenyataan dari Universiti Amherst, pada dasarnya satu set medan magnet saling berkait. (Seperti yang dilaporkan oleh LiveScience, ia seperti kluster cincin utama yang disambungkan.) Medan medan magnet yang terkunci adalah kunci kepada teori topologi bola kilat, nota penyelidik, yang menggambarkan plasma gas panas yang terkurung dengan medan yang diikat . Kilat bola secara teoritis boleh bertahan lebih lama daripada bolt biasa kerana kesukaran "mengikat" simpul magnet memegang plasma di tempatnya.

Peristiwa bercahaya yang berlainan

Kilat bukan satu-satunya petir ribut petir elektrik yang mempunyai lengan mereka. Terdapat satu lagi dunia yang aneh, lampu hantu yang kebanyakan manusia tidak pernah melihat, menari di sekeliling suasana atas di atas ribut. Mereka tidak benar-benar kilat dalam pengertian tradisional - "peristiwa bercahaya sementara" atau "fenomena optik atmosfera" adalah istilah pilihan - tetapi kita masih tidak tahu banyak tentang mereka.

Imej berwarna sesuatu sprite, diambil dari pesawat. (Foto: NASA / University of Alaska Fairbanks / Wikimedia Commons)

Sprites adalah kilauan cahaya yang besar yang muncul di atas ribut petir yang aktif, biasanya bersamaan dengan kilat awan ke tanah yang kuat dan positif. Juga dikenal sebagai "sprite merah" kerana kebanyakannya bersinar merah, suar semulajadi ini boleh menembak sehingga 60 batu dari puncak awan, walaupun mereka lemah dan jarang berlaku lebih daripada beberapa saat. Bentuk Sprites telah dibandingkan dengan lajur, lobak merah dan ubur-ubur, tetapi kelembutan dan kelembutan lembut mereka bermakna mereka jarang dilihat dengan mata kasar - sebenarnya, tidak ada bukti fotografi dari mereka hingga 1989. Sejak itu, bagaimanapun, ribuan daripada sprite telah difoto dan difilemkan dari tanah, dari pesawat dan dari ruang angkasa.

Jet jet kekal hanya sebahagian kecil daripada satu saat. (Foto: NOAA)

Jet biru adalah apa yang mereka bunyinya: rasuk tenaga biru yang meletup keluar dari puncak ribut petir ke langit di sekelilingnya. Tetapi walaupun nama mudahnya, mereka adalah salah satu peristiwa bercahaya yang lebih misterius, kerana ia tidak dikaitkan langsung dengan petir awan ke tanah dan tidak sejajar dengan medan magnet tempatan. Apabila coretan biru-putih bercahaya muncul dari awan, mereka melambung ke atas dalam kerong sempit, secara beransur-ansur mengalir dan menghilangkan ketinggian kira-kira 30 batu. Jet biru terakhir hanya sebahagian kecil sahaja tetapi telah disaksikan oleh juruterbang dan juga ditangkap pada video.

Imej ini seorang elf ditangkap oleh Lab Space Dynamics Lab Negeri Utah State University. (Gambar: Utah State University)

Elf, seperti sprite, berlaku di atas kawasan kilat awan ke tanah aktif, dan juga dijumpai di ionosfera. Ini bercahaya, cakera yang berkembang pesat dapat menghulurkan selama 300 batu, tetapi mereka bertahan kurang dari seperseribu detik, yang akan membuat mereka merasa sulit walaupun tidak ada ribut petir dalam perjalanan Anda. NASA menemui bunian pada tahun 1992 apabila kamera video cahaya rendah di ruang angkasa memuatkan satu tindakan, dan saintis percaya bahawa mereka disebabkan oleh denyut elektromagnetik yang ditembak dari ribut petir ke dalam ionosfera.

Acara kilat termasuk sprite, elf dan jet biru. (Foto: NOAA)

Keselamatan kilat

Sepanjang 30 tahun yang lalu, lebih banyak orang Amerika telah dibunuh oleh kilat setahun berbanding taufan atau tornado, tetapi kerana kematian tersebar lebih banyak masa dan jarak, itu adalah "bahaya cuaca yang paling teruk, " menurut NOAA. Atas sebab tertentu, lebih banyak lelaki mati akibat serangan kilat daripada wanita - sejak tahun 2006, lebih daripada 78 peratus kematian kilat AS adalah lelaki. Kilat juga lebih kerap dan teruk di bahagian-bahagian tertentu negara, terutamanya Florida, Texas dan negara-negara lain berhampiran Teluk Mexico.

Serangan kilat awan ke tanah dapat menyerang orang dalam beberapa cara. Berada di luar semasa ribut petir - atau 30 minit sebelum atau selepas satu - bukan idea yang baik, dan tidak berdiri di dekat sesuatu yang tinggi seperti pokok atau tiang. Tetapi idealnya anda harus berada di dalam, juga.

Tempat terbaik ialah bangunan dengan paip dan pendawaian elektrik, kerana mereka akan menjalankan elektrik lebih baik daripada tubuh manusia akan. Struktur dengan bukaan terdedah tidak selamat, termasuk bangsal, kereta, tempat berkelah, baseball besbol dan stadium terbuka. Sekiranya anda terjebak di luar, cuba masuk ke dalam kenderaan logam tertutup dengan tingkap yang dilancarkan, mengelakkan perkara-perkara dengan teksi terbuka seperti pertukaran, kereta golf, traktor atau peralatan pembinaan.

Kolam renang terkenal berbahaya semasa ribut petir kerana air menjalankan elektrik dengan mudah. Bersama dengan logam, konduktor atas lain, air juga dapat membantu kilat menyerang rumah dan perniagaan kami, membiarkannya masuk melalui sistem paip dan elektrik. Bolt boleh memukul bangunan secara langsung atau mengembara melalui talian kuasa, yang berpotensi memancarkan sesiapa yang mengambil mandi, menggunakan komputer atau bercakap di telefon pada masa itu (garisan darat adalah risiko utama; telefon bimbit umumnya selamat digunakan dalam ribut). Walaupun tornado tidak dijangka, bahagian paling selamat bangunan adalah pedalaman, jauh dari tingkap, air dan peralatan elektrik.

Untuk maklumat lanjut mengenai sains dan keselamatan kilat, lihat pautan ini:

  • NOAA: Asas Kilat
  • NOAA: Dasar-dasar Badai

Nota editor: Kisah ini telah dikemas kini dengan maklumat baru sejak asalnya diterbitkan pada bulan Jun 2009.

Artikel Berkaitan