1.閃電
美國猶他州峽谷地國家公園,壯觀的閃電弧在空中舞動。閃電是我們最熟悉的大自然“力量秀”。據(jù)估計,地球每秒鐘被閃電擊中的次數(shù)達到45次。美國國家海洋與大氣管理局的閃電專家堂-麥克格曼表示,閃電是一種大氣放電現(xiàn)象,所釋放的能量在100兆焦到3萬兆焦之間,通常在1000兆焦到5000兆焦之間。
在科幻影片《回到未來》中,埃米特-布朗博士利用閃電驅動他發(fā)明的時間旅行汽車,將主人公送到過去。在現(xiàn)實世界,閃電雖無法幫助我們實現(xiàn)時間旅行的夢想,但所產(chǎn)生的能量足以讓一輛美國普通乘用車行駛大約180到910英里(約合290到1450公里),相當于8到38加侖(約合30到144公升)汽油產(chǎn)生的能量。
影片中,布朗博士稱閃電的電量可達到“1.21 jigawatt”,實際上應該在280到1390千瓦時之間,足以滿足普通美國家庭大約9天到1個月的用電需求。閃電能量范圍如此之大的原因在于其自身的復雜性。閃電最初在云層中形成,而后通過一個通道襲擊地面,與地面接觸時發(fā)生閃電回擊,浪涌電流沿通道返回。在此過程中,絕大多數(shù)能量被轉移到地面。人眼看到的一道閃電實際上由多道閃電構成,足以持續(xù)近半秒鐘。如果每道閃電間的縫隙足夠大,閃電會出現(xiàn)閃爍。
雖然較為短暫,但閃電的電壓強度極高,可迅速將空氣加熱到接近5萬華氏度(約合3萬攝氏度)。相比之下,太陽的表面溫度在大約1萬華氏度(約合5500攝氏度)左右。溫度升高的氣體快速膨脹,形成沖擊波,也就是我們聽到的雷聲。
雖然被閃電擊中具有致命性,但與足以夷平整座城市和摧毀海岸線的其他自然災害相比,閃電的能量顯得微不足道。3月11日,日本東北部發(fā)生9級大地震并引發(fā)海嘯,是大自然展示力量的一個令人恐怖的例子。目前,科學家正想辦法測量火山、野火、颶風以及海嘯的能量。與這些自然災害相比,人類利用的地熱能、風能和太陽能簡直不值一提,只是大自然能量中極少的一部分。
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