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假如长颈鹿更易遭雷劈,那它们能替附近的小动物“避雷”吗

(2017-07-15 19:18:38) 下一个

两个月前,Reddit网友infernograve做了个梦,然后他登陆网站,提出了这样一个问题:

“长颈鹿是最常被闪电击中的动物吗?”

现在它已经成为了该论坛有史以来最火的问题。

直觉上,这个问题的答案肯定是“是”。毕竟长颈鹿这种动物身高5米左右,还生活在广袤的稀树草原上……难道不是移动的避雷针吗??果壳在上个礼拜已经简单介绍过这个问题,不过现在,我们有了更深一步的讨论。

长颈鹿:突然害怕。(图片来源:Giraffe Conservation Foundation )

首先——为什么个子高的东西容易被雷劈?这要从闪电的成因说起。

在积雨云的中心部分,空气急速上升,且气温很低(约-25℃至-15℃)。此时云中会形成很多微小的冰晶和霰(xiàn,柔软的冰水混合球状晶体)。冰晶比较轻,所以会向上移动;而比较重的霰则会下沉。在它们摩擦的过程中,冰晶带上了正电而霰带上了负电,使得积雨云的顶层带正电,底层带负电

(图片来源:维基百科)

带着负电的云层底部吸引着陆地上的正电荷,但是由于空气并不是电的良导体,正负电荷并不能轻易相聚。负电的触手一段一段地向下延伸,想要触碰地面;地面上的正电荷也在不断向上, 向高处、尖端聚集……终于,离得最近的正负电荷按耐不住澎湃的相互吸引力,在某一瞬间……

“咔嚓——”高个儿的躺枪了。

说到尖端放电,长颈鹿头上的那两个角,难道……不是WiFi路由器?

其实,闪电也不是永远会去劈一片区域中最高的物体:想要得到比你高的东西的庇护,你需要离它足够近才行。

……然而多近才叫“足够近”呢?

我们还得回到闪电的形成原理上。

刚才说到,负电荷会从云层底部,以每秒几十到几百公里的速度向下地延伸,寻找接地的物体。我们能看到的闪电一截截的“触手”,其实是大气中被电离的气柱,称作“梯级先导”(如下图)。

(图片来源:维基百科)

梯级先导在向下的过程中,只能“感知”到距离尖端几十米范围内的正电荷;而如果这段范围里没有可以和它接触的正电荷(也就是没有能劈到的东西),它就会继续它的随机移动。你可以这样脑补:在梯级先导的尖端有一个半径60米的“球”,最先进入球内的东西会被闪电劈到。

(图片来源:what-if.xkcd.com)

而由下图可以看出,地面上一个高为h的物体能保护它周围的一片半径为d的区域不被阶梯先导的大球发现。我们可以把这片安全区称为“闪电阴影”

(想要更详尽地了解这个问题,欢迎移步:http://www.guokr.com/post/371962/)

(图片来源:what-if.xkcd.com)

根据勾股原理,我们有:

经过简单的变形,我们就得到了:

所以,如果我们假设阶梯先导尖端的球的半径为60米(r=60),那么一头身高5米的长颈鹿(h=5)能庇护的范围的半径是

意思就是说,一头正常身高的长颈鹿大概能保护方圆24米之内的花花草草和小动物们不被闪电直接命中。

来自:大象Rov

换句话说,如果你在电闪雷鸣之际走在非洲大草原上,阶梯先导朝着你下来了,而长颈鹿们都在离你24米开外的地方——那么被闪电劈到的很可能就不是长颈鹿,而是你了。

但是!躲在长颈鹿下面并不是避雷的好主意,因为电流打中了长颈鹿之后总得有个去处,它们会向四面八方流去,如果你站得太近,一样会有跨步电压触电(如图,有没有觉得xx一紧)。

(图片来源:www.treesquirrel.us)

这也是为什么雷雨天不要在大树下避雨的原因……

(花花草草:泥奏凯!)

无论如何,显然还是有不少长颈鹿被命运击中了 。一位名叫戴仑·纳什(Darren Naish)的动物学家表示,在1996至1999年间,南非的一处犀牛和狮子保护区的3头长颈鹿中,有两头被闪电劈死了。第三头还是个孩子,它也被劈了,但是幸存了下来。

无独有偶。2003年,佛罗里达州的迪士尼乐园中,长颈鹿Betsy在众目睽睽之下被闪电劈死;2010年,南非的电视明星长颈鹿Hamley也被劈死了。

不过,并没有人真正研究过这一课题,我们也没有确切的统计数据

然而,倒是有一篇论文和这个问题有点关系:2012年,一位名叫坎迪马·贡斯(Chandima Gomes)的电子工程师发表了一篇题为《动物的闪电安全》(Lightning Safety of Animals)的论文。

他指出,那些前腿与后腿间距比较大的动物更容易受到闪电的伤害,因为它们的前后腿之间可能会形成一个很危险的电势差,导致电流穿透肚子里重要的脏器。他还指出,动物在闪电劈到树上时可能还会弹开,劈到附近比较高大的动物(比如大象和长颈鹿)的头上(如图)。

再次感谢大象同学的示范(图片来源:Chandima Gomes)

实际上,路易斯安纳州的一头名叫Dusty的年轻长颈鹿就是这样,被劈在树上的闪电弹死的。

另外值得一提的是,曾有目击者表示,在电闪雷鸣的天气里长颈鹿会低下头,甚至会互相竞争谁能趴得更低……只不过这一说法的准确性遭到了长颈鹿专家安妮·戴格(Anne Dagg)的质疑。

长颈鹿:不向闪电势力低头。(图片来源:Mark Newman/Science Photo Library)

虽然我们现在知道了长颈鹿很容易成为闪电的受害者,但是由于没有数据的支持,没人能断定长颈鹿是不是世界上最容易被劈到的动物。它们可能确实更招雷,但是这也并不代表长颈鹿这一物种正大批惨死于雷神之锤下,生活在被闪电支配的恐惧中啦……

来源:姜Zn 果壳网

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