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气象专家一脸认真:雷公用的脉冲放电,筋斗云是积雨云

做有趣科普的 中国气象 2021-01-18


最近大家是不是被一篇《神仙住在平流层还是对流层》的文章刷屏了?

2019年元宵晚会上,相声《请你耐心点儿》中也抛出了几个“优质”的气象问题——

“玉皇大帝是在平流层还是对流层

孙悟空的筋斗云是积雨云还是卷云?

雷公的电是直流电还是交流电……”

纳尼???确定这不是脑筋急转弯吗?

相信很多人都在等气象专家给点权威意见——好饭不怕晚,这不,真·气象专家的解释来了!



01雷公放的直流电还是交流电?


拿到这个问题后,小编试图在网上搜索答案——

有网友反应快得很:“直流交流我不知道,但是他们吵完架的时候肯定是直流电!因为他们吵完架不交流啊。  ”

Are you kidding me!?

罢了罢了。小编又找到中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室副主任、雷电研究团队首席专家吕伟涛,向他寻求答案。

专家表示,问题很有趣但不得不说,这个问题其实还是有点小复杂的——

通常说的直流电是恒流电,其电流的大小和方向都保持不变。通常说的交流电,如日常生活中常用的220V交流电,其电流的大小和方向均呈周期性变化

“而雷电是一种脉冲性的大电流过程,电流在瞬间由零暴涨至几十甚至上百千安,然后又迅速降为零,整个过程的持续时间大多数不超过1秒,因此雷电电流大小是迅速变化的。”

“对于电流的方向,从宏观特征上看,大多数击中地物的雷电(地闪)的电流方向在闪电持续过程中是单一不变的,或者是负极性地闪(中和了云中的负电荷,电流方向朝上),或者是正极性,但也有少量地闪的电流方向在放电过程中会发生改变,我们称之为双极性闪电。”

下面划重点!

因此,如果仅仅从电流方向上是否有变化来区别直流电和交流电,可以认为大多数雷电属于直流电,少数属于交流电

但如果再考虑到电流大小的变化特征,严格来讲雷电既不是直流电也不是交流电。”


02筋斗云是积雨云还是卷云?


说起筋斗云,我就想起《西游记》中孙悟空能乘着它飞十万八千里…今年下半年,中美合拍…说多了

”戏说不是胡说“,关于筋斗云的问题,六小龄童前中国气象局副局长许小峰曾在2016年世界气象日活动上,秉持科学文艺“两开花”的精神做出过一番解释——

如果你这还没看懂——

那我们暂且先抛开复杂的科学原理,只从云的形态来看。卷云是长这样的:


而积雨云是长这样的:



是不是很直观?

所以单从形态上来说,也能看出来筋斗云明显是积雨云!




03玉皇大帝在平流层还是对流层?


这一部分,我们集纳了来自知乎中科院物理所以及航空制造网的科普——

从飞行方式看出来,中国神仙都是上下飞的:


外国神仙都是横着飞的:



有些修炼不是很到位的中国妖精,也是横着飞的:


 

为什么会出现这种差异呢?这是因为占据的空层不一样。



是不是感觉所学的物理知识不够用了

横着飞,就像我们平时乘坐的客机,在对流层会有较大的颠簸。遇有晴空湍流,会导致高度急剧变化,给横着飞的神仙带来非常严重的不适感,甚至有生命危险。

所以,中国修炼不到位、还没有位列仙班的妖精,是飞行在平流层的。平流层飞行更平稳,少有出现剧烈颠簸,他们就养成了横着飞的习惯。

大家都知道的,神仙飞行依赖的不是升力、浮力,而是更加神秘的“神力”,只要推力大,板砖也能飞上天嘛,但是空气阻力还是不可避免的。在上下对流频繁的对流层中间,竖着也就是站着飞,阻力更小、受气流影响较小。

但是没有理由神仙飞行高度还不如白素贞啊,对不对?别急,我们还有个“高空对流层”,也就是中间层。


由于该层几乎没有臭氧,而氮、氧等气体所能直接吸收的波长更短的太阳辐射大部分已被上层大气所吸收,气温随高度的增加而迅速降低,故有垂直对流运动,因而称为高空对流层

真相就是如此,包括玉帝在内的广大位列仙班的神仙,因为长期生活在垂直对流明显的高空对流层也就是中间层,故而习惯于采取适应这个空层的飞行气动构型。

如果需要下凡处理事务,在平流层当然会造成较大的阻力,但是最多也就是偏航而已。通过平流层的时候往往时间较短,因为这个时候还没有开始减速,嗖的一下也就过去了,其实不会造成太大影响。到了较低的对流层里又可以恢复良好的气动构型,方便处理凡间业务。

 



说我们“一本正经”地“胡说八道”?

NO,NO,NO!

科学就是这么有趣!

我们的科学家就是这么认真!

是不是还有些意犹未尽?

还有什么大开脑洞的问题

尽管放马过来吧!


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中国气象报社 出品


资料来源:中国气象网、中科院物理所、航空制造网、知乎

图片来源:网络

微信编辑:崔国辉

投稿咨询:010-68409419(张老师)

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