ฟ้าผ่าที่รุนแรงที่สุดจะเกิดขึ้นก่อนเที่ยงวัน

การศึกษาใหม่เกี่ยวกับฟ้าผ่าในสหรัฐฯ ชี้ว่าฟ้าผ่าที่รุนแรงที่สุดจะเกิดขึ้นก่อนเที่ยงวัน

พายุฝนฟ้าคะนองในตอนเช้าสามารถทำให้หมัดได้จริงๆ การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นฟ้าผ่าจากก้อนเมฆสู่พื้นดินถึงจุดสูงสุดของไฟฟ้าทั่วทั้งภาคพื้นทวีปของสหรัฐอเมริกา ฟ้าผ่าแต่ละครั้งส่งประจุไฟฟ้าลงสู่พื้นระหว่างเวลา 6.00 น. ถึง 9.00 น. มากกว่าที่เกิดในช่วงกลางวัน

การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่า “สิ่งเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อใดและรุนแรงเพียงใด” Ron Holle กล่าว ข้อมูลดังกล่าวช่วยให้นักวิจัยค้นหากลยุทธ์ที่ดีที่สุดสำหรับการรักษาผู้คนให้ปลอดภัย Holle ไม่ได้ทำงานในการศึกษาใหม่ แต่เขารู้สนามอย่างแน่นอน นักอุตุนิยมวิทยาผู้นี้ได้ศึกษาเรื่องฟ้าผ่าและความปลอดภัยจากฟ้าผ่ามากว่าสองทศวรรษ เขาทำงานร่วมกับ Vaisala, Inc. ซึ่งเป็นบริษัทที่พัฒนาและจำหน่ายเครื่องมือที่ใช้ในการตรวจสอบสภาพแวดล้อม

ข้อมูลดาวเทียมระบุว่ามีฟ้าผ่าลงพื้นประมาณสามล้านครั้งในแต่ละวัน ผู้ที่ทำงานหรือเล่นนอกบ้านอาจไม่รู้ว่ากำลังตกอยู่ในอันตราย และฟ้าผ่าอาจถึงตายได้ ปีที่แล้ว มีคนมากกว่าสองโหลในสหรัฐอเมริกาเสียชีวิตหลังจากถูกฟ้าผ่า

ฟ้าแลบที่แรงที่สุดปรากฏขึ้นในตอนเช้า แต่นั่นไม่ใช่เวลาที่เกิดการนัดหยุดงานมากที่สุด รูปแบบแตกต่างกันไปตามภูมิภาคต่างๆ แต่การศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ระบุว่า ประมาณ 2 ใน 3 ของการนัดหยุดงานเกิดขึ้นระหว่างเที่ยงวันถึง 18.00 น. Holle กล่าว นั่นหมายความว่านักเรียนอาจมีความเสี่ยงเป็นพิเศษ “นั่นคือเวลาที่เลิกเรียนและลีกกีฬาเริ่มฝึกซ้อม” เขาตั้งข้อสังเกต

Themis Chronis เป็นผู้นำการศึกษาใหม่ เขาเป็นนักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศ เขาทำงานที่มหาวิทยาลัยอลาบามาในฮันต์สวิลล์ เขาและทีมงานระหว่างประเทศของเขาวิเคราะห์ข้อมูลฟ้าผ่า 11 ปีที่รวบรวมโดยเครือข่ายตรวจจับฟ้าผ่าแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา นับตั้งแต่ช่วงปลายทศวรรษ 1980 เซ็นเซอร์ได้บันทึกสถานที่และเวลาที่ฟ้าผ่า

Chronis และเพื่อนร่วมงานมุ่งเน้นไปที่กิจกรรมฟ้าผ่าในสหรัฐอเมริกาภาคพื้นทวีป โดยสร้างแผนภูมิว่ากระแสไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องกับฟ้าผ่าเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรตลอดทั้งวัน กระแสคือการไหลของอิเล็กตรอนหรืออนุภาคที่มีประจุลบ ไฟฟ้าเป็นอีกชื่อหนึ่งของกระแสที่ไหล

นักวิจัยพบว่ารูปแบบของกิจกรรมฟ้าแลบ (จำนวนการกะพริบ) แตกต่างกันไปในแต่ละภูมิภาค ซึ่งคล้ายกับผลการศึกษาก่อนหน้านี้ แต่มีบางอย่างที่น่าประหลาดใจเกิดขึ้น

Chronis คาดไว้ว่าเมื่อมีสายฟ้าจำนวนมาก การโจมตีแต่ละครั้งจะอ่อนแอกว่าครั้งที่มีสายฟ้าเพียงเล็กน้อย นั่นเป็นเพราะสายฟ้าฟาดแต่ละครั้งจะส่งประจุไฟฟ้าไปยังพื้นดินที่สะสมอยู่ในก้อนเมฆ การนัดหยุดงานหลายครั้งอาจนำไปสู่การแข่งขันที่น่าตื่นเต้น เมื่อการฟาดหนึ่งครั้งทำให้ประจุหมดไป สายฟ้าในอนาคตก็จะเหลือน้อยลง

บางภูมิภาคแสดงความสัมพันธ์ดังกล่าว อย่างไรก็ตาม โดยรวมแล้ว สมมติฐานดังกล่าวไม่ได้เกิดขึ้น ตอนนี้ Chronis รายงานแล้ว

“มันไม่ถือเป็นจริงตลอดทั้งวัน” เขากล่าว ฟ้าแลบพุ่งถึงจุดสูงสุดพร้อมๆ กันในทุกที่ ไม่ว่าจะเกิดแสงวาบมากที่สุดเมื่อใด ทีมงานของเขาได้เผยแพร่ผลการค้นพบใหม่ในวันที่ 29 มกราคมใน Journal of Geophysical Research: Atmospheres

ตอนนี้ Themis กำลังพยายามหาสาเหตุที่พลังของสายฟ้าพุ่งสูงสุดในช่วงเช้าของวัน เขาสงสัยว่ามันเกี่ยวข้องกับความร้อนจากดวงอาทิตย์ ฟ้าแลบที่ทรงพลังที่สุดมักจะปรากฏขึ้นในหนึ่งหรือสองชั่วโมงหลังพระอาทิตย์ขึ้น และนักวิทยาศาสตร์รู้ว่าดวงอาทิตย์มีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของฟ้าผ่า มันทำให้อากาศชื้นที่ร้อนขึ้นก่อตัวเป็นเมฆและทำให้เกิดฟ้าแลบ

“เรามักจะลืมไปว่าแรงผลักดันหลักที่อยู่เบื้องหลังฟ้าแลบคือดวงอาทิตย์” เขากล่าว

 

พบฮอตสปอตสำหรับซูเปอร์โบลต์ของสายฟ้า

แผนที่ใหม่เน้นตำแหน่งที่จะพบฟ้าผ่าที่รุนแรงที่สุด

ฟ้าผ่าแต่ละครั้งไม่เหมือนกัน บางคนข้ามจากเมฆหนึ่งไปยังอีกเมฆหนึ่ง คนอื่นๆ กระแทกพื้น ส่งเสียงหวือหวาให้กับทุกสิ่งที่ขวางทาง สายฟ้าแตกต่างกันไปตามความแรงของมันด้วย นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นสายฟ้าฟาดขนาดใหญ่ที่มีพลังงานมากกว่าสายฟ้าธรรมดาถึง 1,000 เท่า พวกมันรุนแรงมากจนเมื่อประมาณสี่ทศวรรษที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ต้องสร้างคำใหม่เพื่ออธิบายพวกมัน: Superbolt!

 

นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบว่าสลักขนาดใหญ่เหล่านี้สะสมพลังงานได้มากเพียงใด แต่พวกเขาไม่ได้โจมตีทุกที่เท่า ๆ กัน การศึกษาใหม่พบ

 

Superbolts ดูเหมือนจะโจมตีในทะเลเป็นส่วนใหญ่ และไม่ได้เกิดขึ้นในอัตราเดียวกันตลอดทั้งปี ตัวอย่างเช่น มีเพียงไม่กี่คนที่พัฒนาตั้งแต่เดือนเมษายนถึงตุลาคม

 

Bob Holzworth เป็นนักฟิสิกส์บรรยากาศที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในซีแอตเติล เมื่อเร็ว ๆ นี้เขาได้นำการศึกษาเพื่อพิจารณาว่า superbolts มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นที่ใด และสิ่งที่ทีมของเขาพบทำให้พวกเขาประหลาดใจ “มีลักษณะเฉพาะบางอย่างที่น่าสนใจมาก” โฮลซ์เวิร์ธกล่าว

 

Superbolts สามารถโจมตีได้เกือบทุกที่ อย่างไรก็ตาม จำนวนที่มากที่สุดในซีกโลกเหนือในช่วงฤดูหนาว

การนัดหยุดงานครั้งใหญ่เกิดขึ้นบ่อยที่สุดในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือและทะเลเมดิเตอร์เรเนียน เทือกเขาแอนดีสในอเมริกาใต้มีการโจมตีแบบซุปเปอร์โบลต์มากกว่าพื้นที่ใกล้เคียงอื่นๆ กิจกรรม superbolt วงกว้างอีกวงหนึ่งแผ่ขยายไปทั่วมหาสมุทรแปซิฟิกตอนเหนือทางตะวันออกของญี่ปุ่น

 

mega-zaps แสดงรูปแบบที่ไม่ธรรมดา

“สิ่งที่น่าประหลาดใจที่สุดสำหรับฉันคือภูมิภาคละติจูดสูง เช่น แอตแลนติกเหนือ” Ningyu Liu กล่าว แม้ว่าเขาจะไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ แต่นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศคนนี้ศึกษาฟ้าผ่ารุนแรงที่มหาวิทยาลัยนิวแฮมป์เชียร์ในเมืองเดอร์แฮม “เราทราบดีว่าในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อนมักเกิดฟ้าผ่าบ่อยครั้ง” Liu กล่าว “แต่สำหรับซูเปอร์โบลต์ มันดูแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง”

 

สิ่งที่ทำให้โฮลซ์เวิร์ธประหลาดใจมากที่สุดคือการพบว่ามีซูเปอร์โบลต์ราว 8 ใน 10 ตัวในแต่ละปีพุ่งชนเหนือมหาสมุทรเปิด การสำรวจก่อนหน้านี้ได้บันทึกว่าฟ้าผ่าส่วนใหญ่เกิดขึ้นบนบก แต่เมื่อนักวิทยาศาสตร์จำกัดความสนใจไปที่การโจมตีที่รุนแรงมาก รูปแบบอื่นก็เกิดขึ้น Holzworth กล่าวอย่างชัดเจนว่า “สายฟ้าฟาดเหนือมหาสมุทรมีพลังงานมากกว่าสายฟ้าบนบก” ทำไม “เราไม่รู้”

 

Holzworth เป็นผู้นำเครือข่ายตำแหน่งฟ้าผ่าทั่วโลก (WWLLN) ประกอบด้วยเซ็นเซอร์มากกว่า 80 ตัวทั่วโลก สำหรับการศึกษาครั้งใหม่นี้ เขาและทีมงานได้วิเคราะห์ข้อมูล WWLLN เกี่ยวกับสายฟ้าซูเปอร์โบลต์จำนวน 2 พันล้านลูก ทั้งหมดเกิดขึ้นระหว่างปี 2010 ถึง 2018

 

เซ็นเซอร์ WWLLN จะจับคลื่นวิทยุที่เกิดขึ้นเมื่อฟ้าผ่า ความยาวคลื่นยาวเหล่านี้เป็นรูปแบบหนึ่งของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า เซ็นเซอร์ของเครือข่ายอยู่ห่างจากกันหลายพันไมล์ แต่ก็ยังสามารถตรวจจับคลื่นเดียวกันได้ นั่นเป็นเพราะคลื่นวิทยุจากฟ้าผ่าสามารถเดินทางได้ไกลโดยไม่เปลี่ยนแปลง สำหรับการศึกษาของพวกเขา Holzworth และทีมของเขาศึกษาเฉพาะการนัดหยุดงานที่ตรวจพบโดยเซ็นเซอร์แยกกันอย่างน้อยห้าตัว นั่นช่วยให้พวกเขาระบุจุดที่นัดหยุดงานได้

WWLLN เฝ้าดูฟ้าแลบจากพื้นดิน ในเวลาเดียวกัน ดาวเทียมสามารถตรวจจับฟ้าผ่าจากด้านบนได้ “มีความแตกต่างอย่างมากระหว่างสิ่งที่เราเห็นจากเหนือเมฆกับสิ่งที่เราเห็นในคลื่นวิทยุบนพื้นผิว” โฮลซ์เวิร์ธกล่าว ดาวเทียมจะตรวจจับแสงวาบที่มองเห็นได้ ซึ่งหมายความว่าจะไม่ตรวจจับการจู่โจมที่ซ่อนอยู่ด้านหลังหรือใต้ก้อนเมฆ แต่คลื่นวิทยุสามารถเดินทางได้ไกลโดยไม่ถูกปิดกั้น “วิทยุไม่สนใจเมฆ” Holzworth กล่าว เมื่อเขาศึกษาข้อมูลดาวเทียม เขาสามารถค้นหาแสงวาบที่สอดคล้องกับซูเปอร์โบลต์บางตัวที่ WWLLN หยิบขึ้นมาได้

 

การศึกษาในอนาคตอาจไม่เพียงแสดงให้เห็นว่าซุปเปอร์โบลต์ก่อตัวขึ้นที่ใด แต่ยังแสดงให้เห็นว่าพวกมันมีพลังมหาศาลได้อย่างไร สายฟ้าฟาดเมื่อประจุลบก่อตัวขึ้นในเมฆและพบทางลงผ่านอากาศ (มักจะพบกับเส้นทางที่ขึ้นไปถึงสำหรับประจุบวกที่เรียกว่าลำแสง) ด้วยการใช้เซ็นเซอร์ประเภทอื่น Holzworth กล่าวว่านักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามเส้นทางของสลักเกลียวแต่ละตัวได้

 

ด้วยวิธีนี้ Liu กล่าวเสริมว่า “เราจะได้รับ [การวัด] ของซูเปอร์โบลต์แต่ละตัวที่มีรายละเอียดมาก”

 

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ umldigitalops.com