Czy zastanawiałeś się kiedyś, jak powstaje błyskawica? Czy zastanawiałeś się, w jaki sposób meteorolodzy mogą wykryć błyskawice? Błyskawica jest tajemniczym zjawiskiem w przewidywaniu pogody; nie da się dokładnie przewidzieć, ale można je wyśledzić za pomocą detektora piorunów. detektor piorunów. Uderzenia piorunów zdarzają się tysiące razy dziennie, a te urządzenia zapewniają wcześniejsze ostrzeżenia przed silnymi burzami, dzięki czemu urządzenia do wykrywania piorunów są pomocnym narzędziem. Ciekawi Cię, jak działają detektory piorunów? Odpowiemy na to pytanie w tym artykule.
Prognozy pogody mogą przewidzieć prawdopodobieństwo burzy z silnymi piorunami. Niestety, obecnie nie da się przewidzieć pojedynczych uderzeń piorunów, a uderzenia te są pozornie losowe i występują zbyt szybko i często, aby je przewidzieć. Błyskawica jest naszym jedynym ostrzeżeniem, z wyjątkiem nagromadzenia się elektryczności statycznej, która czasami poprzedza uderzenie.
Czym jest piorun?
Piorun to potężny piorun elektryczny. Piorun powstaje, gdy w chmurze burzowej występuje różnica w ładunku elektrycznym. Ujemnie naładowane cząstki przemieszczają się na dno chmury, przyciągane do dodatnio naładowanych cząstek w ziemi — pioruny z chmury do ziemi kierują elektrony z chmury do ziemi, równoważąc ładunek. Piorun z chmury do chmury występuje w podobny sposób, z tą różnicą, że dzieje się to między dwoma chmury.
Infografika
Powyższe informacje sprowadziliśmy do postaci łatwej do zrozumienia infografiki dla naszych subskrybentów. Ze względu na wydajność na tej stronie wyświetlany jest obraz o niższej jakości. Aby zapisać obraz w pełnym rozmiarze na komputerze, kliknij przycisk „Pobierz” pod infografiką.
Jak działają detektory piorunów
Uderzenia piorunów są jak gigantyczne iskry elektryczne; za każdym razem, gdy dochodzi do pioruna, emitowane są impulsy elektromagnetyczne, które można wykryć w pobliżu za pomocą radia. Słyszałeś je wcześniej; jeśli słuchałeś radia AM, impuls to trzask zakłóceń, które słyszysz.
Ale jest jeden problem z używaniem tych częstotliwości do wykrywania piorunów. Istnieją inne potencjalne źródła zakłóceń elektromagnetycznych. Na przykład inne źródła emitujące sygnały elektromagnetyczne mogą powodować fałszywe odczyty detektora, takie jak silniki elektryczne lub telefony komórkowe. Alternator Twojego samochodu może nawet zakłócać: to niski pisk, który czasami słyszysz w radiu AM, gdy Twój samochód przyspiesza.
Jak więc możemy stwierdzić, gdzie uderzył piorun, i jak działają detektory piorunów?
Gdy dochodzi do błyskawic, powstaje fala elektromagnetyczna. Ten wzór fali jest wykrywany przy bardzo niskiej częstotliwości 500 Hz. Strojenie anteny do 500Hz jest jednym ze sposobów odfiltrowania możliwie jak największej liczby sygnałów zakłócających.
Istnieją trzy rodzaje detektorów piorunów: mobilne, naziemne i kosmiczne. Systemy mobilne i naziemne wykorzystują podobne metody wykrywania piorunów i udostępniają dane w celu określenia lokalizacji uderzenia pioruna.
Ręczne detektory piorunów użyj anteny 500Hz do wykrywania fal radiowych, które wskazują na pioruny. Inne mobilne detektory wykorzystują tę samą metodę do lokalizowania uderzeń piorunów. Chociaż przenośne detektory są mniej dokładne niż naziemne, mobilne lub kosmiczne detektory piorunów, nadal są bardziej opcja przystępna cenowo do wykrywania uderzenia pioruna.
Jednym z dokładniejszych sposobów wykrywania piorunów jest metoda triangulacjiMetoda triangulacji wykorzystuje dwa lub więcej naziemnych detektorów piorunów aby oszacować odległość i wielkość uderzenia pioruna. Ponadto, używanie wielu urządzeń zmniejsza błędy spowodowane zakłóceniami sygnału. National Lightning Detection Network używa tej metody, która była najdokładniejszą formą wykrywania piorunów do czasu wystrzelenia nowych satelitów GOES.
Najnowocześniejszą metodą wykrywania piorunów jest wykorzystanie satelitów. Detektory satelitarne dostarczają dokładniejszych informacji o intensywności oświetlenia, ponieważ możemy je bezpośrednio obserwować. GOES wykorzystuje promieniowanie do określania lokalizacji uderzenia pioruna za pomocą narzędzia o nazwie Geostacjonarny Maper Błyskawic (GLM), który wykrywa pioruny z kosmosu.
Zastosowania detektora piorunów
Istnieje mnóstwo potencjalnych zastosowań dla detektor piorunówOto kilka najczęstszych zastosowań:
- Zajęcia sportowe na świeżym powietrzu
- Żeglarstwo
- Przedsiębiorstwa działające na świeżym powietrzu (baseny, parki rozrywki, parki itp.)
- …i więcej
Dlaczego wykrywanie wyładowań atmosferycznych jest ważne?
Według Międzynarodowej Konferencji Detekcji Błyskawic liczba ofiar śmiertelnych piorunów na świecie waha się od 6000 do 24 000 rocznie. Bezpieczeństwo piorunowe stało się bardziej krytyczne, a podczas gdy powiedzenie „kiedy grzmi, idź do środka” jest czymś, czego powinieneś przestrzegać, jeśli słyszysz grzmoty, uderzenia piorunów są już zbyt blisko. Dlatego zalecamy detektor piorunów, jeśli spędzasz dużo czasu na zewnątrz wiosną i latem.
Chociaż możemy nie mieć dokładnej metody przewidywania uderzeń piorunów, to gdzie i kiedy następuje uderzenie pioruna, to cenne dane. Prognostycy mogą tworzyć skuteczniejsze ostrzeżenia przed burzami, mając więcej danych o tym, gdzie uderzenia piorunów występują najczęściej.
Bardziej nowocześnie opracowana metoda przewidywania wyładowań atmosferycznych
W 2019 roku publikacja, badacze wykorzystują dane dotyczące ciśnienia powietrza, temperatury, prędkości wiatru i wilgotności względnej, aby przewidywać błyskawice. Używają sztucznej inteligencji, aby korelować warunki atmosferyczne z danymi dotyczącymi błyskawic, aby przewidzieć lokalizację uderzenia pioruna. Ta metoda może wykryć błyskawicę w promieniu 30 km w ciągu 10–30 minut. Chociaż ta metoda jest niedokładna, może przewidzieć dotknięty obszar i zakres czasowy znacznie szybciej niż inne metody przewidywania.
Z czasem i przy większej ilości danych ta metoda stanie się dokładniejsza i bardziej precyzyjna. Ponieważ stacja pogodowa dane są łatwo dostępne, stacja pogodowa Dane te można połączyć z danymi dotyczącymi wykrywania wyładowań atmosferycznych, aby zwiększyć dokładność algorytmów.
Podsumowanie
Mamy nadzieję, że odpowiedzieliśmy na Twoje pytania dotyczące działania detektorów piorunów. Technologie wykrywania piorunów stale ewoluują. Im więcej metod będziemy mieć do dokładnego przewidywania lokalizacji uderzenia pioruna, tym dokładniejsze mogą być przyszłe ostrzeżenia pogodowe dotyczące piorunów.
