Blitz noch weitgehend ein Rätsel

Einige 44.000 Gewitter Wut weltweit Schrauben pro Tag liefern mehr als 100 Blitze auf den Boden pro Sekunde. Diese dramatische, ohrenbetäubende Blitze Strom aufladen global durch den Boden bündig mit negative elektrische Ladung zu halten und die Aufrechterhaltung der Ionosphäre positive Ladung. Blitz dreht sich die Erde in einen elektrischen Stromkreis, und es kann sogar geliefert haben, der Funke, der Leben in der Ursuppe begonnen habe.

Aber für alle die wir kennen, Blitz sowie von Zeus kommen könnte. Ben Franklin Schlüssel-Kite-Experiment als Ausgangspunkt zu zählen, habe 250 Jahre wissenschaftliche Untersuchung noch in den Griff wie Blitz funktioniert bekommen.

Atmosphärischen Wissenschaftler haben eine einfache Skizze des Prozesses. Positive elektrische Ladungen aufbauen an der Spitze der Gewitterwolken und negative Ladungen aufbauen auf den Unterseiten (mit Ausnahme von verwirrenden Flecken von positiven Ladungen oft entdeckt in der Mitte-unten). Elektrische Anziehung zwischen diesen gegenüber Belastungen und zwischen der negativen Ladungen an der Unterseite der Wolke und positive Ladungen, die auf den Untergrund ansammeln schließlich wachsen stark genug, um die Luft Widerstand gegen elektrischen Strom.

Wie eine Herde Elefanten durch einen Fluss waten negative Ladungen Wagen nach unten von der Unterseite der Wolke in den Himmel unten und stockend bewegen in Richtung Boden, bildet einen unsichtbaren, leitfähigen Pfad genannt "Schritt führend." Die Gebühren Weg verbindet schließlich mit ähnlichen "Streamer" von positiven Ladungen wogenden oben aus dem Boden, Abschluss einer elektrischen Schaltung und Aktivieren von negativen Ladungen pour aus der Wolke auf den Boden entlang der Strecke, die sie gebildet haben. Diese plötzliche, enorme elektrische Entladung ist der Blitz. [Infografik: wie Blitz schlägt]

Aber was, wie alles, was passiert – nun, es einfach keinen Sinn viel körperliche. Es gibt drei große Fragen brauchen Antworten, sagte Joe Dwyer, führende Blitz Physiker am Florida Institute of Technology. "Zuerst, wie berechnen Sie tatsächlich auf eine Gewitterwolke?" Dwyer, sagte. Eine Mischung aus Wasser und Eis ist notwendig, um Atome zur Verfügung stellen, die kostenlos erwerben können, und Aufwinde sind erforderlich, um die geladenen Teilchen bewegen. Die restlichen Details sind verschwommen.

Eine Theorie besagt, dass hochenergetische kosmische Strahlung aus dem Weltraum durch die Wolke, abstreifen Elektronen aus Atomen, wie sie gehen und ziehen diese negativ geladenen Teilchen in Richtung der Cloud base, eine Ladung Ungleichgewicht abzuschießen. Dwyer, sagte, dass obwohl dabei eine Rolle spielen kann, es nicht ausreichend scheint, um das große Ungleichgewicht zu erklären, das Wissenschaftler beobachten.

Der Konsens unter den Wissenschaftlern, erzählte er die Geheimnisse des Lebens wenig, dass Ladungstrennung vor allem ist in einem Prozess namens "nicht-induktive Ladestation Mechanismus." erreicht wird

"Sie haben eine gemischte Phase von Eis und Wasser bis über 5 Kilometern [3] oder so, irgendwie diese miteinander interagieren und Sie haben irgendeine Art von Niederschlag und Sie haben Aufwinde Sprengung," sagte er. "Irgendwie das Eis und Wasser interagieren und verwalten, in entgegengesetzt geladene Teilchen zu trennen. Die leichteren Teilchen positiven Ladung zu erwerben und nach oben geblasen bekommen und die schwereren sind negativ und fallen nach unten."

Die genannte positiven Patch am unteren Rand der Wolke bleibt ein Kopf-Scratcher. [Die größten ungelösten Rätsel der Physik]

Der zweite Punkt der Verwirrung nennt man "Blitz Einleitung Problem." Messungen von elektrischen Feldern in Gewitterwolken haben konsequent Spitzenwerte geführt, die eine Größenordnung schwächer als benötigt wird, um die isolierenden Eigenschaften der Luft abzubauen sind. Vom Menschen verursachte Zündkerzen erfordern eine viel größere elektrische Feld oder Spannungsdifferenz zwischen einer Elektrode und dem anderen in Ordnung für ein Strom über die Lücke zu reißen. So ist die Frage, "wie bekommt man einen Funken in einem Gewitter? Die elektrischen Felder scheinen nie groß genug sein, im Inneren der Sturm um einen Funken zu erzeugen. Wie also dieser Funke bekommen? Dies ist ein sehr aktives Gebiet der Forschung", sagte Dwyer.

Und wenn der Funke in Gang kommt, die letzte Frage ist, wie es hält. "Nachdem Sie es gestartet haben, verbreiten wie Blitz für zig Meilen durch Wolken zu?" Dwyer, sagte. "Das ist eine erstaunliche Sache – wie machen Sie Luft vom Isolator in ein Dirigent sein?"