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火山噴發(fā)為什么有閃電,菲律賓塔爾火山噴發(fā)中

云知道火山

【火山噴發(fā)為什么有閃電,菲律賓塔爾火山噴發(fā)中】科學(xué)家認(rèn)為火山閃電可能有助于預(yù)測火山爆發(fā) 。在火山口附近安裝儀器觀測早期火山閃電，可以預(yù)測火山噴發(fā)，將來可能會成為火山預(yù)報和天氣預(yù)報的一個內(nèi)容 。但是有一個總的概念可以解釋為什么火山爆發(fā)時會發(fā)生這樣的事情 。歷史上，在火山活動期間，近距離捕捉閃電是非常困難的 。比如下圖中2008年智利Chaitin火山噴發(fā)的場景，這是9000年來的第一次噴發(fā) 。
菲律賓塔爾火山噴發(fā)中，壯觀的閃電是如何形成的？

火山噴發(fā)為什么有閃電,菲律賓塔爾火山噴發(fā)中


1月12日菲律賓塔爾火山突然爆發(fā)，火山灰直沖云霄高達(dá)10-15公里，甚至蔓延到72公里外的奎松城，還引發(fā)了地震、海嘯 。我們驚嘆于火山噴發(fā)時的壯觀景象和破壞力，相信大家不管是從照片和視頻上都看到神奇的閃電現(xiàn)象，這比我們看到的大氣放電要壯觀得多，下面我們就說下火山閃電的物理學(xué)原理，它是怎么發(fā)生的？在我們的大氣中最常見的自然現(xiàn)象之一就是閃電 。
每一次閃電大約有100,000,000,000,000,000,000個電子在云層和云層或地球表面之間互相交換，首先說下大氣放電是怎么發(fā)生的？宇宙中的每一個原子，包括大氣中的原子都是由一個帶正電的原子核和一大堆帶負(fù)電的電子組成 。雖然我們通常認(rèn)為原子是中性的，電子的數(shù)量等于原子核中質(zhì)子的數(shù)量，但也有特殊情況，
因為，有些原子很樂意被電離，它要么得到一個電子，要么失去一個（或兩個，或三個）電子 。就像上圖種鈉原子就很樂意把最外層的電子踢出去變成帶正電的鈉離子，而氯原子就總是覺得自己少一個電子，希望通過獲得一個電子變成氯離子，現(xiàn)在，如果我們把這些帶電離子彼此分開，就產(chǎn)生了電荷分離，從而產(chǎn)生了電壓 。當(dāng)兩個區(qū)域之間的電壓（也稱為電勢差）變得足夠大時，即使它們之間只有空氣，空氣也會自發(fā)地導(dǎo)電，發(fā)生快速的電荷交換，于是我們就看到了閃電！閃電基本發(fā)生在高空，一般都是云層之間或者云層與地面之間的放電現(xiàn)象，
但是，火山爆發(fā)經(jīng)常也會產(chǎn)生閃電！下圖是冰島的埃亞菲亞德拉火山爆發(fā)時的閃電 。下面還有一些令人驚奇的火山閃電的照片，這些照片都是真實拍攝的，下圖是冰島Eyjafjallajokull火山噴發(fā)的照片，由直升機拍攝的！上圖和下圖，火山爆發(fā)時的閃電不亞于任何一次大氣放電現(xiàn)象 。從歷史上看，要在火山活動中近距離捕捉到閃電非常困難，例如，下圖中智利的Chaitin火山在2008年噴發(fā)時的情景，這是9000年來的第一次噴發(fā)，
日本櫻島是近代歷史上一座非?；钴S的火山，自1955年以來幾乎一直在噴發(fā) 。1960年建立了一個火山觀測站，對其活動進行連續(xù)監(jiān)測，并多次觀測到火山閃電，包括1988年的這次爆發(fā)，事實上，早在1944年維蘇威火山爆發(fā)的時候，火山閃電就被拍攝下來了！下圖：那么火山閃電是如何發(fā)生的？說實話，科學(xué)家認(rèn)為火山閃電和正常的雷暴閃電原理一樣，但有些細(xì)節(jié)還不能100%的確定，這仍然是一個目前正在研究領(lǐng)域 。
但有一個大致的概念，來解釋為什么火山噴發(fā)時會發(fā)生這樣的事情，(步驟1）原子在大多數(shù)情況下，一開始是中性的，但是由于大量自由能的存在，所以這些能量會把一些松散地附著在原子上的電子敲掉，也就是電離某些本來就想失去電子的原子，而同時那些渴望得到這些新釋放的電子的原子可以很快的捕獲這些自由電子 。(步驟2)，以上的兩個步驟絕對沒問題：因為這是一座火山！當(dāng)溫度在1500k左右時，肯定有足夠的能量足以把電子從一些最松散的原子上踢出來，然后這些電子很容易被其他原子吸收，產(chǎn)生大量的正離子和負(fù)離子 。

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