40,000fps 高速相機拍攝獨特圖像，顯示避雷針工作原理

向下雷擊是所有閃電中研究最廣的類型，最近一張在巴西雷暴期間拍攝的照片，正在幫助科學家進一步了解避雷針設備如何相互競爭吸引雷擊。

閃電主要可分為雲中放電、雲間放電、雲地放電 3 種類型，八成閃電都發生在雲層內，只有 20% 涉及雲層與地面間放電交換，幾乎所有接觸土壤的雷擊都是雲地放電。

根據轉移到地面的電荷，雷擊可分為負電或正電，雷擊距離可達 100 公里，傳輸電流高達 30,000 安培，某些情況下甚至可達 300,000 安培；典型雷擊溫度是 30,000℃，是太陽表面溫度 5 倍。

為避免對地雷擊破壞建築物結構、傷害偶然走在地面的生物，人們廣泛於建物頂端安裝避雷針。幸運的是，最近一群科學家利用每秒 40,000 幀的相機拍攝到帶負電的閃電以每秒 370 公里速度接近地面，也清楚顯現避雷針工作原理。

研究人員指出，當閃電距離地面約 30 公尺時，避雷針與附近建築物頂部物體開始產生向上放電，相爭連接向下的雷電，以研究團隊拍攝的照片為例，內容可見至少 3 座建築物的避雷針試圖與向下雷電連接。

然而避雷針既不會吸引也不會排斥閃電，只是為閃電提供一條簡單安全的接地路徑，但閃電會尋找對地阻力最小的路徑而非最直接路徑（直線），也因此儘管圖像內有 30 多根避雷針，最後閃電仍找到一處煙囪擊中，30,000 安培的放電損壞了結構。

研究團隊表示，依靠避雷針保護並不總是可行，加上多數大氣放電現象發生在夏季熱帶地區，午後雷陣雨頻繁，因此夏天下午的戶外活動要更加小心，聽到雷聲就找個地方躲避，千萬不要躲在樹下或電線桿下，也不要躲在搖搖晃晃的屋頂下。如果找不到安全的避難所就留在車裡等暴雨過去，沒有汽車或其他避難所就雙腳併攏蹲下。

新論文發表於《地球物理研究通訊》（Geophysical Research Letters，GRL）。

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（首圖來源：Pixabay）