當(dāng)?shù)貢r(shí)間 8月10日周六晚，科學(xué)家在北極650公里范圍內(nèi)記錄了多次閃電。這是迄今為止科學(xué)家在如此靠北地區(qū)見過的最多次閃電襲擊。
閃電每時(shí)每刻都在發(fā)生，但世界上有些地方的閃電要相對少得多，比如北極附近。閃電產(chǎn)生需要不穩(wěn)定的大氣，當(dāng)寒冷干燥的氣流在溫暖潮濕的空氣上方時(shí)，大氣就會變得不穩(wěn)定。在高緯度地區(qū)，更熱、更潮濕的空氣通常不會出現(xiàn)。
因此，當(dāng)上周末科學(xué)家在北極560公里內(nèi)探測到幾十次雷擊時(shí)，無不感到意外。這次發(fā)現(xiàn)極不尋常，以至于美國國家氣象局位于費(fèi)爾班克斯的辦公室在推特上公布了這一信息。他們的公告稱，這是“阿拉斯加氣象預(yù)報(bào)員記憶中最靠北的雷擊之一”。
盡管許多因素綜合起來才能產(chǎn)生這場光影盛宴，但這個(gè)氣象之謎很可能與氣候變化脫不了干系。很有可能是北極異常溫暖，海冰極度缺乏，甚至可能是北極圈內(nèi)史無前例的森林大火產(chǎn)生的煙霧，共同導(dǎo)致世界之巔意外出現(xiàn)大量閃電。
“對于遙遠(yuǎn)的北方來說，今年是不平常的一年，也是一個(gè)不平常的夏天，”加州大學(xué)洛杉磯分校的氣候科學(xué)家Daniel Swain說。
北極發(fā)生了的事情越發(fā)異常，而這次閃電又為其再添一筆。
異常閃電
科學(xué)家利用維薩拉公司的GLD360網(wǎng)絡(luò)探測到這些閃電，該網(wǎng)絡(luò)使用了遍布全球的GPS同步無線電接收器，可接收閃電釋放出的強(qiáng)大無線電波暴。單個(gè)傳感器可以探測到距離其源頭9600公里的無線電波暴，這使得GLD360網(wǎng)絡(luò)能在地球上任何地方發(fā)現(xiàn)閃電，其中包括最遙遠(yuǎn)的北極地區(qū)。
維薩拉公司的研究科學(xué)家、GLD360系統(tǒng)的發(fā)明者Ryan Said解釋稱，之前曾有科學(xué)家報(bào)道在北極560公里內(nèi)發(fā)現(xiàn)過閃電。2012年至2017年期間，每年夏天科學(xué)家在這一范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)閃電的次數(shù)不超過一天，有時(shí)甚至沒有發(fā)現(xiàn)閃電。在這些年里，該地區(qū)一天中發(fā)現(xiàn)閃電數(shù)量最多的記錄是6次。
上周末的雷暴極不尋常，科學(xué)家在很短時(shí)間內(nèi)探測到大量的閃電。在北極560公里范圍內(nèi)探測到48次閃電，在北極1100公里范圍內(nèi)探測到超過1000次閃電。
整個(gè)北極圈內(nèi)出現(xiàn)閃電并不罕見，阿拉斯加北部和西伯利亞的部分地區(qū)幾乎每年夏天都會出現(xiàn)閃電。不過，Swain稱，北冰洋海岸及更北部地區(qū)不會出現(xiàn)很強(qiáng)的上升氣流，也沒有足夠的不穩(wěn)定大氣產(chǎn)生閃電云。
閃電更偏好高空云團(tuán)，因?yàn)楦呖赵茍F(tuán)可使帶電的水和冰粒子有空間分離，但在北極附近，這一分離過程會出現(xiàn)問題。在北極，對流層頂（大氣中活躍天氣層上方的穩(wěn)定層）高度大約只有赤道附近的一半。這意味著云團(tuán)將很難達(dá)到產(chǎn)生這種至關(guān)重要的電荷分離所需要的高度，Swain說。
Said說，考慮到這一點(diǎn)，科學(xué)家起初對此次閃電探測持懷疑態(tài)度。如此多的閃電真的不應(yīng)該出現(xiàn)在這么遠(yuǎn)的北方。
閃電產(chǎn)生原因
國際北極研究中心的阿拉斯加氣候?qū)＜襌ick Thoman對閃電的形成原因進(jìn)行了推測。一股從西伯利亞向北移動的濕熱空氣被抬升到更高的高度，高于大氣中最低層的水和冰冷空氣。于是，大氣中出現(xiàn)了較大的溫度垂直梯度，使空氣溫度隨著海拔高度上升迅速下降。
較大的溫度梯度，再加上氣團(tuán)的高濕度，幫助形成了可產(chǎn)生閃電的翻滾云團(tuán)。顯然，這種情況并不經(jīng)常發(fā)生，因此今年有什么不同呢？
Swain說，從歷史上看，即使是在夏天期間，北極水域也會結(jié)冰。不過，現(xiàn)在情況越來越不一樣了，今年夏天，北冰洋的部分海域根本沒有海冰。
“今年，整個(gè)北極異常溫暖，缺少海冰，”他說，這些異常的先決條件可能在一定程度上為閃電的產(chǎn)生打好了基礎(chǔ)。
現(xiàn)在，北冰洋沿岸的水域異常溫暖，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)被夏季陽光暴曬了幾個(gè)月，沒有任何可反射陽光的海冰對其遮擋。隨著北極的普遍變暖，這一機(jī)制增加了該地區(qū)空氣的溫度和濕度。
在過去，這樣一股溫暖潮濕的氣流從西伯利亞向北移動時(shí)會遇到冰，很快就會冷卻下來，或許還會逐漸消失。如今，溫度更高的無冰海洋可能會導(dǎo)致上述氣流更靠近北極地區(qū)。
與此同時(shí)，肆虐西伯利亞的大火可能給溫暖的氣團(tuán)注入了一股煙霧。Swain說，這些粒子有助于云的形成，因此有可能它們在產(chǎn)生閃電云的過程中也發(fā)揮了作用。
此外，不斷變暖的極地環(huán)境將會擴(kuò)大對流層，Thoman說。這可能為那些富含冰和水滴的高空閃電云提供了更多的空間。
令人震驚的未來
科學(xué)家在如此高緯度地區(qū)對閃電進(jìn)行遠(yuǎn)程觀測只能追溯到幾十年前，但閃電在北極附近出現(xiàn)的情況似乎“極其罕見”，Swain說。需要進(jìn)行更多的研究來確定閃電產(chǎn)生的觸發(fā)機(jī)制，但閃電的產(chǎn)生與“今年夏天北極的異常狀態(tài)存在一些間接的聯(lián)系，后者本身就與氣候變化有關(guān)，”他說。
盡管近極地閃電仍然相對罕見，但隨著全球繼續(xù)升溫，這類閃電應(yīng)該會變得更加常見。
與此同時(shí)，我們的遙感和閃電探測能力也在不斷提升。喬治亞大學(xué)的大氣科學(xué)家Marshall Shepherd說，這意味著未來我們可能會遇到更多“令人震驚”的時(shí)刻。
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