闪电绵延数百英里，打破世界纪录

2017 年 10 月 22 日晚上，一道闪电从德克萨斯州东部的松树林到堪萨斯城郊区 515 英里。这一壮举改写了放电的距离记录，并迫使科学家重新思考风暴电肌肉的范围。

研究人员将这种巨大的火花称为特大闪电事件——这是为绵延超过 60 英里的螺栓保留的标签。

多亏了 22,000 英里高空的卫星观察，专家们能够测量闪电的全部范围，并确认地面传感器从未见过的东西。

卫星发现闪电

亚利桑那州立大学地理学家兰迪·塞维尼 （Randy Cerveny） 指导了世界气象组织小组，该小组审查了卫星数据的每个像素。

“我们的气象卫星携带非常严格的闪电探测设备，我们可以用它们来记录闪电开始的毫秒以及它传播的距离，”Cerveny 说。

仅 NOAA 的 GOES-16 卫星上的地球静止闪电测绘器 （GLM） 每天就记录大约 100 万次闪光。与对无线电爆裂进行三角测量的地面天线不同，映射器捕捉每次放电的微弱光学闪烁，并将其绘制在整个大陆上。

去年，工程师们用更敏锐的算法重新处理了七年的 GLM 档案，并发现了这个被忽视的 2017 年巨头。类似的重新扫描继续暴露隐藏在数 TB 的云闪烁中的其他马拉松式闪电。

GOES-16 以与地球自转相同的速度运行，不停地盯着北美，当闪光蜿蜒几秒钟时，这一特征很重要。地面阵列经常会错过此类轨道的中间，因为山丘、雨静电或平距离屏蔽了无线电信号。

闪电创下新纪录

创纪录的闪电沿着一个庞大的中尺度对流系统的前缘点燃，该系统在冷锋之前向东北滚动。它向后穿入风暴宽阔的层状盾构，利用了气球数百英里的水平装药袋。

分析人士统计了五根从空中高速公路上发芽的地面树枝，这是这种规模的特大闪光的典型特征。能量加权测绘显示，从头到尾的路径为515英里，总行程时间为7.4秒。

在云顶上方，当闪电将其电荷倾倒到高层大气中时，鲜红色的精灵可能会闪闪发光，这种现象通常与巨大的正向笔触有关。这些幽灵般的烟花为研究人员提供了有关推动如此长的领导者的电场的线索。

“增加地球静止轨道的连续测量是一项重大进步，”佐治亚理工学院 （GTRI） 新分析的第一作者迈克尔·彼得森 （Michael Peterson） 说。

是什么让长闪电成为可能

只有不到百分之一的雷暴会产生巨型闪光，而且候选者有着不同的 DNA。它们停留 14 小时或更长时间，并在类似于新泽西州的区域蔓延，提供了一个宽敞的蓄荷库。

在这些巨型飞机中，对流管线泵充入后屏蔽层，其中单独的正负极层类似于双脚电池。巨型闪光就像一个开关，以增量火花穿过这些层，直到能量耗尽。

批评者曾经认为，电场在很长一段时间内会减弱太多，无法让领导者活下去。新的卫星证据显示，该通道会挖掘新的带电冰袋，每隔几十英里就会重新供电。

2024 年 10 月 31 日，一场类似规模的风暴产生了仅 300 英里长的闪光，因为其尾随电荷池参差不齐。对比表明仅水平范围是不够的，均匀的电荷密度最为重要。

户外安全课程

虽然半千英里的闪电占据了头条新闻，但日常风险来自普通闪电，这些闪电可以在雨后跳跃 10 到 15 英里。这种范围意味着头顶的蓝天并不能保证安全。

美国国家气象局报告称，美国平均每年有 27 人因闪电死亡。存活下来但经常患有神经损伤的人数大约是后者的九倍。

“这就是为什么你应该在雷暴过去后至少等待半小时，然后再出去恢复正常活动，”Cerveny 说。新记录只会加强这种指导，表明雷头的影响力可能是巨大的。

显示实时闪电数据的现代天气应用程序可以在安全距离半径内形成闪电时向用户发出警告。卫星馈电网络每分钟更新一次，超过了传统警报器。

过去的闪电事件可能会打破记录

彼得森认为，数据中潜伏着更长的放电，等待更好的算法将它们分散的像素拼接在一起。他怀疑南美洲的怪物风暴综合体可能隐藏着超过 600 英里的闪光。

欧洲的 Meteosat 第三代 （MTG） 和中国的 FY-4 卫星现在携带类似的测绘仪，扩大了全球覆盖范围。跨半球比较将测试地理或风暴类型是否设定了上限。

机器学习工具已经标记了超级闪电，研究人员正在训练它们识别巨型闪光而不进行错误合并。更快的分类将让预报员知道风暴何时开始引发远距离袭击，从而为机组人员提供额外的时间来清理跑道和田地。

由于精灵可以在数百英里外被发现，因此将光学精灵相机与 GLM 数据相结合可能会产生早期的巨型闪光签名。然后，飞行员可以在上层云甲板上看不见的电动高速公路上行驶。

许多问题仍然存在

为什么有些风暴建造了如此有序的充电桥，而邻居却没有，仍然没有解决。上升气流强度、冰粒大小和风切变可能编排了舞蹈，但温暖输送机内部的测量结果很少。

研究人员还想知道，温暖是否会改变巨型闪光频率，这种变暖会滋润空气并助长更大的风暴。早期的 GLM 统计数据暗示墨西哥湾沿岸的长闪光略有上升，但记录很短。

每个巨型闪光释放的能量大致相当于引爆数百磅 TNT，产生在太空中听到的无线电脉冲。了解能源预算可能会完善全球电路模型。

目前，这 515 英里的闪电戏剧性地提醒人们，闪电可以在眨眼间重新绘制风险地图。下一条记录可能已经被隐藏，等待有人点击“重新处理”。

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