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一道閃電有多少度電?如果可以收集閃電,我們還需要發電嗎?
2023/03/10

盡管我們都知道閃電只不過是自然界中一種常見的放電現象,但當看到閃電劃過夜空的時候,我們依然會對閃電感到敬畏,畢竟在我們看來,閃電的威力那是相當的驚人。

在對閃電感到敬畏的同時,我們也免不了對閃電攜帶的能量就這麼白白地浪費了感到惋惜,畢竟我們現代人類需要用到大量的電能,假如我們能夠把閃電利用起來就好了。那麼問題就來了,一道閃電有多少度電?如果可以收集閃電,我們還需要發電嗎?下面我們就來聊一下這個話題。

在過去的日子里,早已有科學家對閃電進行過大量的研究,研究結果表明,閃電的電壓和電流確實相當高,其電壓峰值通常可以達到上億伏特,而其電流峰值也可以達到上萬安培。

這看上去似乎很強大,但由于閃電的持續時間通常都極為短暫,因此閃電攜帶的能量并沒有我們想象中的那樣高得離譜,其攜帶的能量平均值大約為10億焦耳,而一度電換算下來就是360萬焦耳,所以一道閃電大概有278度電(平均值),這樣的電能大概可供一個三口之家正常使用2個月左右。

當然了,這只是一道閃電而已,要知道每時每刻都有閃電在地球不同的區域出現,那麼這些閃電的總能量會有多高呢?我們接著看。

統計數據表明,地球上平均每年會出現14億次閃電,簡單計算一下就可以知道,這大概相當于3900億度電,不得不說,這個數字確實是相當驚人,然而與我們人類的用電量相比,這又顯得小了點,因為人類平均每年的用電量高達20多萬億度。

也就是說,就算我們可以將地球上所有閃電都收集起來,并且還可以對其進行100%的利用,也遠遠無法達到人類的需求,我們仍然需要發電。不過閃電的能量確實非常可觀,如果能將這些電能利用起來,那當然是一件好事,但問題是,我們有這個能力嗎?

關于閃電的形成原理,目前普遍觀點認為,云層中的冰晶、液滴、冰水混合物、塵埃顆粒等等物質在復雜的氣流中互相碰撞和摩擦,進而產生大量的電荷。

在這個過程中,正電荷會向上移動,而負電荷則會向下移動,進而導致云層的頂部帶正電,底部帶負電,當電荷積累到足夠大的時候,就會在云層頂部與底部之間,或者在云層底部與地面之間就會產生閃電。

以我們人類目前的能力,完全可以測量出特定云層是否存在發生閃電的條件,實際上,我們甚至還可以把天上的閃電引到特定位置,比如說我們可以向目標云層發射一枚拖拽著金屬絲的小火箭,然后利用金屬絲將云層中的閃電直接引下來。

然而將閃電引下來是一回事,將閃電的能量收集并儲存下來又是另一回事了,正如前文所言,閃電的電壓和電流都高得離譜,并且持續時間也極短,毫不夸張地講,以人類目前的電能儲存技術,想要大量儲存這樣的電能,根本就是一件不可能的事情。

另一方面來講,即使我們未來發展出了能夠高效儲存閃電能量的技術,也會面臨一個巨大的難題,那就是從整體上來看,地球上的閃電分布區域非常廣泛,其「行蹤」也很難捕捉,所以我們最多也只能夠在一些閃電特別集中的區域來收集閃電。

比如說在委內瑞拉的卡塔通博河和馬拉開波湖交匯處的沼澤區域,就因為特殊的地理環境而成為了地球上的「閃電高發區」。

簡單來講,該區域有三面都被山脈包圍,并且還形成了一個「V」字形的構造,在夜晚的時候,來自海洋的暖濕氣流會從「V」字形構造的「開口」處大量涌入,隨著「V」字形構造的逐漸變窄,氣流的速度也會不斷加快,當氣流到達「V」字形構造的底部時,就會因為山脈的阻擋而迅速抬升,并與上方的冷空氣發生猛烈「交鋒」,進而形成大型雷暴復合體。

衛星測量數據顯示,該區域平均每年會出現大約120萬次閃電,按一道閃電278度電來計算,一年就有大約3.336億度電,可以說是很可觀了,所以如果人類未來真的掌握了大量收集和儲存閃電的技術,這里應該就是一個收集閃電的理想區域。

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