夏日雷擊與躲在雲中的精靈


Lightning Strikes Deadliest In Summer




Science Daily — 根據美國國家海洋及大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration,簡稱 NOAA)去年的統計指出,全美國共有 47 起因雷擊所造成的死亡案例,246 起因雷擊而受傷的案件,暑假是旅遊旺季,因此造成如此眾多的傷亡。



圖1. Multiple cloud-to-ground and cloud-to-cloud lightning strokes during night-time. Observed during night-time thunderstorm. (Credit: C. Clark, NOAA Photo Library)



圖2. Data from space-based optical sensors reveal the uneven distribution of worldwide lightning strikes. Units: flashes/km2/yr. Image credit: NSSTC Lightning Team.(圖片來源:http://science.nasa.gov/headlines/y2001/ast05dec_1.htm


尤其在七月四日(編按:美國國慶日)這個特殊的日子裡特別容易造成傷亡,因為有許多的人們在戶外慶祝,Mary Ann Cooper 博士這樣說到,她是芝加哥 Illinois 大學急救醫學教授,同時也是雷擊研究計畫的主任。大多數的人們嚴重低估了雷擊所造成的風險,並且也不清楚在何時或在何地必須採取躲避措施。



圖3. Lightning is a sudden discharge of electricity between charged regions of thunderclouds and the ground. Only about 25 percent of lightning strikes are cloud-to-ground. The rest are either cloud-to-cloud or intracloud.(圖片來源:http://science.nasa.gov/headlines/y2001/ast05dec_1.htm

「能否躲過雷擊的危害完全都是取決於人們自己的決定,但透過教育我們可以告訴人們如何降低受到雷擊的風險。」Copper 說到。

「若遭受雷擊這種巨大傷害後儘管能存活下來,但通常也會在患者身上發現永久性的後遺症,包括慢性疼痛、腦部傷害以及思考處理方面的問題,」Copper 表示到,雷擊所造成的傷害也是國際間主要的問題。

以下是由 Copper 教授,NOAA 以及美國國家氣象局(National Weather Service)所提供的一些在雷擊期間保護自己不受傷害的方法。

「當您計畫從事戶外活動時,必須要先知道當您聽到雷聲大作前,哪些遮蔽物在雷擊發生時是可用的,」Copper 說到。當您聽到雷聲時,必須要立刻離開戶外。進入房子、學校或是大型的建築物當中。

「遵守的規則就是,當聽到雷聲,就進到屋內,」Cooper 說到。如果你無法進到屋內,那麼就躲進有堅硬屋頂的汽車或卡車裡。千萬別躲在樹下!

遠離電話、電腦以及電視遊戲。「很令人訝異吧!在美國,有線電話是人們在室內造成雷擊受傷的因素之一,」Copper 說到。不過在室內使用手機就相當安全。

在暴風雨區域還沒降下大雨之前,閃電就可能從十哩外的地方落下來傷害你。「在最後的雷聲響起或閃電劃過天際過後的三十分鐘,也就是在雷電重新活化前,趕緊開車回家,」Copper 這樣表示。



圖4. 雲層中的放電現象


在防雷安全宣傳期間,也就是六月 24 日至 30 日,NOAA 及美國國家氣象局特別透過一些手冊、海報來凸顯如何降低兒童於戶外遭到雷擊防範的安全宣導。



圖5. 預防雷擊的宣傳海報(圖片來源:http://www.lightningsafety.noaa.gov/


「如果我們可以教導兒童們如何在閃電發生時保持安全,那麼我們就可以永遠改變了他們的行為 - 那麼我也就算是完成了我的使命,」Cooper 說到。值得一提的是,Cooper 她也是美國氣象學會(American Meteorological Society)的研究員,並且負責美國國家氣象局年度教育計畫的工作。


更多有關於雷擊以及雷擊安全防範可以在以下網址中找到:http://www.lightningsafety.noaa.gov



圖6. Mary Ann Cooper 教授


Note: This story has been adapted from a news release issued by University of Illinois at Chicago.


原始報導:
ScienceDaily:Lightning Strikes Deadliest In Summer


相關連結:
1. 美國國家海洋及大氣總署(NOAA)

2. Mary Ann Cooper 教授研究室:http://www.uic.edu/labs/lightninginjury/

3. 美國氣象研究學會(AMS)




躲在雲中的精靈



做了這一個報導,就不能不提到在「雷雨中的紅色精靈事件」!利用這個機會順便向大家介紹一下什麼是「躲在雲中的精靈」。其實所謂的精靈(sprite)就是一種「高空放電現象」,也可以說是一種發生在高空的閃電現象。閃電的生成是雲層向地表放電,而精靈的產生,則是雲層向高空放電。一般來說精靈分成好幾種,有紅色精靈(Red Sprite)、精靈暈盤(Halo)、淘氣精靈(Elva)、藍色噴流(blue jet)與巨大噴流(gigantic jet)等等。



圖7. 紅色精靈(Red Sprite)、精靈暈盤(Halo)、淘氣精靈(Elva)、藍色噴流(blue jet)與巨大噴流(gigantic jet)(圖片來源:http://www.nsc.gov.tw/_NewFiles/popular_science.asp?add_year=2006&popsc_aid=10


紅色精靈之所以會有這樣的稱呼是因為騰空在雲層之上的飛行員偶爾能看見一閃即逝、肉眼可辨的紅光,這類的觀察最早在 1989 年證實此現象,到 1994 年首次由美國阿拉斯加大學學者在飛機上攝得照片,被媒體譽為自然現象十大奇景之一後就廣受太空物理界矚目。



圖8.


因為這類型的高空閃電是發生在雲層之上,因此地面的觀測者很容易被雲層擋住,從遠方的側面觀看還能捕捉紅色精靈,但藍色噴流、巨大噴流卻非常不易攝得,科學界一直希望能透過外太空的衛星往地球拍攝,免除雲層的影響。

高空閃電的分類除了顏色和尺寸,發生高度、發光持續時間也不同,紅色精靈高度範圍在離地表 30 公里至90公里,持續時間僅 0.01 秒至 0.1 秒;藍色噴流高度約為 15 公里至 40 公里,閃光約持續 0.3 秒;「淘氣精靈」則發生在 75 至 100 公里的高空,為火紅色的圈狀光環,看起來就像巨大甜甜圈。

至於 2001 年美國科學家首次捕捉到發藍光的「巨大噴流」,高度約在 15 公里至 70 公里,前年更由台灣的華衛二號科學團隊拍攝證實,巨大噴流能延伸到離地表 90 公里以上。



圖9. 各種高空放電現象的狀況


2002 年 7 月,成大物理系教授蘇漢宗和研究生在墾丁聯勤鵝鑾鼻活動中心從事紅色精靈的地面觀測時,便意外觀測到五個藍色的巨大噴流,其影像清晰度遠高於美國攝得的首次紀錄,發表後立刻引起國際科學界重視,經過分析,團隊發現該巨大噴流現象是紅色精靈與藍色噴流的混合體,應界定為一種新的高空閃電種類,論文並獲載於知名學術期刊「自然(Nature)」上。



圖10. 華衛 2 號團隊發現超大藍色噴流影像(圖片來源:http://news.nspo.org.tw/news/news_9.htm


總之,大自然中處處充滿著驚奇與意外,這也讓我們人類瞭解到我們應懷著謙卑的心來學習與接納各種嶄新的事物。說不定,下一個發現「精靈」蹤跡的人,就是您!



相關連結:
1. 福爾摩沙衛星二號太空計畫研究團隊

2. 科景:捕捉紅色精靈

3. 科景:模擬紅色精靈

4. 科景:觀測證實巨大噴流的重要性

5. 成大:http://sprite.phys.ncku.edu.tw/NewSprite/upload/070112170101.htm