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为什么火山爆发时伴有闪电

为什么火山爆发时伴有闪电

更新时间:2023-09-12 09:49:14

为什么火山爆发时伴有闪电

想象一下,在蔚蓝的天空下,一阵隆隆的雷鸣声,闪电穿过空气,向各个方向蔓延。所有这些都是在活火山喷发并喷出熔岩之后才开始发生的,好像是连锁反应一样!这看起来像是一部上映的灾难片电影中的场景,但它也可能在现实生活中发生!问题是……闪电和火山喷发有关系吗?如果是这样,为什么呢?

图注:印尼的阿纳克喀拉喀托火山爆发。

闪电通常伴随着火山爆发,因为喷发形成的稠密火山灰云的颗粒之间的摩擦。当粒子摩擦在一起时,灰云内的电荷开始分离。由此产生的电荷积累会产生雷击,看起来就像从噩梦中直接出来的东西。有时冰和冰冻的温度也会导致火山闪电。

火山灰的成分是什么?

在本回答中,您将多次看到有关“从火山喷出的物质”的信息,那么,这种物质究竟是什么对闪电产生了作用?

简而言之,火山喷发时,由于极高的压力和极高的温度而在火山内部融化的岩石会被喷射出来。这些熔融岩石通常称为岩浆。

岩浆不仅含有液态岩石,而且还含有晶体和火山喷发时从地球内部排出的一些溶解气体。 这些气体包括水蒸气、二氧化碳和少量的氯、硫和氟。

岩浆从火山中出来后,会迅速冷却并形成灰烬。鉴于岩浆的数量如此之大,形成的灰烬量也很大。这导致形成仅由灰烬(更好地称为灰羽)组成的云。这些烟灰羽中的颗粒碰撞导致电荷分离。当电荷在云中它们各自的区域中占据其位置时,就会发生闪电运动。

闪电如何发生?

为了了解这种现象,让我们回顾一些高中学的概念。首先,您有没有在冬天脱下毛衣时注意到火花的形成?这种现象产生是由于静电。

静电是材料内部或表面上电荷的不平衡。另一个周所周知的例子是尺子,当您用橡胶尺子在头发上擦拭时,它就具有吸引纸屑的能力!

闪电时也会发生类似的情况,但是范围更大。当地面变热时,其上方的空气也会被加热,并且这种温暖的空气向上上升。随着热空气的进一步上升,水蒸气冷却并形成云团。如果空气继续上升,那么这朵云的大小就会继续增长。这样,云的顶部区域可能低于冰点温度,这使水蒸气转化为冰,许多细小的冰块相互摩擦并累积电荷。

图注:雷云中电荷分离的示意图。

当整个云充满了电荷时,它们开始分离。带正电的较轻粒子向上上升,而带负电的较重粒子向下沉。俗话说,“异性电荷会吸引”。 因此,来自云的负电荷趋向于向地球的正电荷移动。

在大多数情况下,空气的绝缘能力会阻止闪电的形成,但是当电荷堆积克服了这种绝缘能力时,我们会看到闪电!

火山喷发如何引起闪电?

现在,让我们回到最初的问题!闪电在雨季很普遍,但是当一个巨大的火山爆发时,是什么使它出现呢? 嗯,实际上是由灰云引起的。

根据科学家的说法,最终被充电以产生闪电的物质来自火山本身。此外,灰云中颗粒之间的摩擦也有助于这种电荷的积累。

火山闪电的整个过程分为两个阶段。第一阶段称为喷发阶段,该阶段在火山爆发后立即开始。 火山喷出带正电的粒子,引起闪电。

下一个阶段是羽流阶段。当颗粒在大气中形成的烟灰羽相互摩擦时会发生这种情况。

图注:在2010年艾雅法拉火山喷发期间产生的大型烟灰柱中及附近闪电的时间曝光图像。

因此,可以说造成火山闪电的因素有两个:从火山喷出的物质和灰云内部的粒子。

结论

您知道闪电的温度大约是太阳表面温度的五倍吗?我知道,令人震惊……似乎每天发生的闪电现象都令人难以置信!

您唯一需要记住的是,地球上任何地方的闪电都是由于粒子的碰撞而发生的,这导致电荷分离。在暴风云中,碰撞发生在冰粒之间。另一方面,在火山喷发的情况下,碰撞发生在上升的烟灰羽中反弹的粒子之间!

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