地球最吸引人的特征之一是它独特的气候模式,这种模式不断变化,不断影响着世界各地的生活。看风暴是我的最爱。没有什么比看着一场温暖的夏季风暴席卷地平线更美丽的了——闪电划过云层,咆哮的雷声震撼着大地。有了如此复杂的大气组成,独特的气候和地质特征,地球的气候就像我们现在知道的那样独特。
但是,我们也知道其他星球也有大气层,这对它们的气候意味着什么?比如天王星上有飓风吗?金星上有洪水吗?土星上有雷暴吗?
为了了解我们太阳系的各种气候,尤其是不可预测的闪电,我们需要了解闪电背后的科学!
什么是闪电?
一般来说,闪电是一种强放电现象,通常持续时间很短。这种放电现象是由带相反电极的带电物质平衡并释放被抑制的能量的过程引起的。如果遇到风暴,积雨云底部会有一个负电荷区,而正电荷区会上升到云的顶部,然后开始横向放电。
在地球上,闪电发生在云之间,云和地面之间,或者同一云团的两个区域之间。任何类型的闪电放电的主要条件包括:两个区域的电位存在显著差异(积雨云中,闪电现象是由冷却的水滴与软雹(气象学上称为软雹)碰撞产生的)。随着电荷的不断积累,电流最终释放出来,穿过大气介质屏障,使大气分子在接近地面的过程中变成带电的等离子体,从而在视觉上形成闪电。雷电通常跟在闪电之后(热闪电除外)。其实雷是大气分子压力突然增大形成的冲击波。
闪电罢工
基本上,闪电是在不断变化和移动的大气条件下的自然现象。所以,从逻辑上讲,其他大气环境不可预测的行星不也应该有风暴和闪电吗?
肯定有!
其他星球上有闪电吗?
既然你已经了解了闪电的气候基础,那么在其他星球上也有闪电是有意义的。然而,其他星球上的闪电现象与我们地球上的非常不同。
地球上的闪电还有一个有趣的方面,我们还没有提到——它与探测其他星球上的闪电密切相关——闪电还会产生一种特殊波长的无线电波,称为哨声波。同时,因为在其他星球上拍摄闪电显然是非常具有挑战性的,所以采用另一种衡量闪电的标准会有所帮助!
火花
自从我们瞥见这颗星空并看到它像红宝石一样闪闪发光,这颗红色的行星就一直让人们着迷。大多数人都知道,火星大气的大部分已经被剥离,只剩下一片贫瘠荒凉的地方。因此,人们可能会惊讶地听到火星上有风暴和闪电。席卷火星的巨大尘暴可能没有地球湿润,但充满了极其优质的火星土壤。
随着暴风雨,沙子散落在各处。
由于重力降低,只有微风才能吹起这些高质量的沙子,并把它们带走数百英里,直到重力把它们带回到地面。在这些风暴中心旋转的不同粒子会产生能量差异,最终在“云”中积累释放。在这些巨大的沙尘暴中已经可以探测到哨声波,还可以看到一些闪电。可惜长期驻扎在火星上的NASA(美国国家航空航天局空)探测器并没有从地面捕捉到火星闪电的清晰照片!
木星
只要你读过一点关于木星的知识,你一定知道,作为我们太阳系中最大的行星,木星完全被风暴所统治。木星是一颗气态巨行星,所以它有一个旋转的大气层。木星上最大的风暴系统已经在这里肆虐了300多年,它被称为“大红斑”(GRS),其体积是地球的两倍!有趣的是,在天体附近飞行的各种NASA航天器(如卡西尼号和朱诺号)已经证实,木星上的闪电与我们在地球上看到的闪电非常相似。至于哨声波,前面提到过,在木星上也能探测到,这是木星上闪电的又一有力证明!
闪电来了
因为我们地球和木星大气的差异,木星上的闪电放电时间会更长,会持续整整一两分钟,而地球上的闪电放电速度很快,就在一眨眼的时间!“木星闪电”的能量也是惊人的,可以达到我们星球上闪电能量的100倍。与地球上看到的趋势不同,木星上的大多数闪电发生在两极附近,而地球上的闪电往往集中在赤道附近。
金星
长期以来,人们一直认为金星的磁场方向和大气成分使得金星不可能有闪电,尽管金星的大小和密度与地球相似。但是最近的任务带来的数据显示,金星发出的哨声波强度和频率和地球上的闪电差不多!金星比地球更靠近太阳。它从太阳接收大量能量并进入大气层。当能量被分配并分离到不同的区域时,电荷最终会积累并释放出来。如果金星表面不那么热,观察金星风暴和观察地球夏季风暴没有太大区别!
其他星球的天气
你可能知道,说到太阳系的理想地产,地球绝对是我们最好的选择。是的,我们必须应对严冬、不可预测的季节、飓风和其他自然灾害,但我们应该感激它们!与太阳系的其他行星相比,我们生活在一个名副其实的天堂。与地球相比,更靠近太阳的行星水星和金星非常热,温度分别约为华氏800度和864度。火星是一片贫瘠的荒地,几乎没有大气层,所以不可能在那里生存。当你远离我们的星球,到达气态巨行星时,连一个坚实的立足之地都没有!最后,你可以选择生活在一个巨大的冰行星上,那里的表面温度下降到接近-400华氏度(海王星)。
你可能不总是喜欢我们的天气。
这些极端的条件使得我们不可能在那里生活,但是研究其他星球的天气可以为我们提供关于我们自己气候未来的关键数据。地球拥有太阳系中最复杂的天气系统,这要归功于我们复杂的行星构成、它的大气层、冰层、季节变化、人类的影响等等。因为我们只能根据我们的过去来预测地球未来的气候,了解其他星球的大气是如何演变或发展的,可能会为我们自己星球上的天气命运提供启示!
参考数据
1.WJ百科全书
2.天文术语
3.陆璐-西abc
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