Snapshot eines Sturms: Wissenschaftler erfassen 1. "Image" des Donners

Blitzeinschläge Erde mehr als 4 Millionen Mal täglich, aber die Physik hinter diese elektrische Blitze und ihre begleitenden Donner ist immer noch schlecht verstanden. Jetzt haben Forscher zum ersten Mal ein "Bild" des Donners eingefangen.

Wissenschaftler an der Southwest Research Institute (SwRI) in San Antonio, Texas, erzeugt künstliche Blitze durch die Einführung einer kleinen Rakete nachgestellte einen geerdeten Kupferdraht in die Wolken. In wenigen Sekunden Blitz schlug, und das Team erobert den Sound mit einer Vielzahl von Mikrofonen.

Durch die Umwandlung der Daten in ein Bild, konnte das Team "Donner sehen". "Die erste konstruierte Bilder sah aus wie ein buntes Stück der modernen Kunst, die Sie über Ihren Kamin hängen könnte", sagte Maher A. Dayeh, Research Scientist in the Space Science Department bei SwRI. [Electric Earth: atemberaubende Bilder von Blitzen]

"Während wir die allgemeine Mechanik der Donner Generation verstehen, es ist nicht besonders klar welche physikalischen Prozesse der Blitz Entladung auf die Donner tragen wir hören," Dayeh sagte in einer Erklärung. "Ein Zuhörer wahrnimmt Donner sich weitgehend auf die Entfernung von Blitz. Aus der Nähe hat Donner ein scharfes knacken. Von weiter Weg, hat es eine länger anhaltende, Grollen Natur."

Das Team platziert ein Array-Mikrofone rund 310 Fuß (95 Meter) Weg von der kleinen Rakete Startrampe. Als Dayeh zuerst einen Blick auf die Bilder produziert nahm, er konnte nicht sehen, den Donner überhaupt — seine detaillierten Klang Signatur wurde in höherfrequenten Bildern versteckt.

Die künstliche Beleuchtung umfasst einen ersten Streik gefolgt von nachfolgenden wieder Streiks. "Akustische Bolt" ist für jeden Blitz gesehen in der Hochfrequenz-Bilder zu sehen.

Blitz Gestalt zuerst in Wolken. Wie Eispartikeln innerhalb der Wolke kollidieren und auseinander brechen, erwerben Partikel unterschiedlicher Größe unterschiedliche Ladungen. Die kleinen, positiv geladenen Teilchen an die Spitze der Wolke durch Aufwinde des Windes, während die großen geschoben bekommen, negativ geladene Teilchen fallen auf den Boden der Wolke.

Dadurch entsteht ein großes elektrisches Potential innerhalb der Wolke, welches wiederum eine elektrische Energie zwischen der Wolke und dem Boden aufbaut. Die letztgenannten Ursachen negative Ladungen, sich vom Boden in die Cloud in ein Blitz Überspannungsschutz.

In diesem Moment in der Zeit ist die umgebende Luft auf eine Temperatur erhitzt, die drei Mal heißer als die Oberfläche der Sonne ist. Dies bewirkt, dass die Luft immens erweitern senden eine Schockwelle – Donner – Plätschern durch die Luft. Das ist zumindest die einfache Version.

"Blitz und Donner faszinierende, wild und unberechenbar", sagte Dayeh. "Aufgrund ihrer unregelmäßigen Natur sind die Phänomene am besten studierte mit ausgelöste Ereignisse."

Dayeh und seine Kollegen untersucht Blitz und Donner am International Center für Lightning Research and Testing an der University of Florida, Gainesville, weil Florida mehr Blitzschläge pro Jahr als anderswo in den Vereinigten Staaten hat.

Die Forscher sagten, sie hoffen, dass zukünftige Arbeit hilft herauszuarbeiten, weitere Informationen wie der krachenden Klang des Donners erzeugt wird.

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