静电会加剧沙尘暴。免费技术图书馆新闻

静电放大沙尘暴

21.07.2016

风移动的粒子的摩擦在沙漠的沙尘暴中产生了不稳定的电场。来自意大利和摩洛哥的西撒哈拉研究人员首次展示了这种电力在风暴发展中的作用。

当沙粒被摩擦时，来自较大颗粒的电子传递到细尘中，使其带负电荷。相互推开，尘粒上升得更高并被风携带，带正电的大尘粒形成风暴的底层。这会产生动态电场，理论上这应该有助于增加飞行中的粒子数量。然而，Francesca Esposito 和她的同事们第一次能够直接展示这种效果。
在摩洛哥西南部的一个气象站，科学家们安装了仪器来准确测量离地 2 米处的风速和湿度、压力和光照强度、温度和电场强度。这些数据是在 2013 年和 2014 年沙尘暴最严重的时期收集的。

观测表明，风暴——甚至只是尘土飞扬的旋风——总是伴随着静电电压的增加。如果风足够强，它将比不考虑电场影响的理论模型解释的粒子多一个数量级。根据科学家的说法，该机制是根据正反馈原理运行的：移动的尘埃粒子的数量会迅速放大电磁场，进而增加风携带的粒子数量。

作者认为，类似的过程可以对全球气候的行为做出重大贡献。大气颗粒和尘埃颗粒在其中起着重要作用，它们的带电会严重改变它们的动力学，决定某些空气层的加热和其他空气层的冷却。同时，到目前为止，气候模型还没有考虑到这一因素的影响。

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为了产生扭曲的声波，科学家们使用了许多排列成环形的发射器。产生的波浪瞄准一个旋转的吸收器，一个由建筑泡沫制成的圆盘。安装在圆盘后面的麦克风测量通过快速旋转圆盘的声波的频率和幅度，其参数应该符合彭罗斯和泽尔多维奇的理论框架。

在这个实验中，圆盘不断加速的旋转首先将声音的幅度降低到几乎听不见的阈值，但随后传输声音的幅度上升到原来的水平，然后比发出的声音高出 30%。扬声器。

旋转多普勒效应与通常的线性多普勒效应相似，但其效应仅限于圆形空间，因此扭曲的声波会显着改变其参数。如果表面旋转得足够快，那么扭曲的声波会发生非常奇怪的事情，它们可以将频率从正变为负并“窃取”旋转表面的一些能量。

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