假如长颈鹿更易遭雷劈,那它们能替附近的小动物“避雷”吗?

作者: 姜Zn

来源: 果壳

发布日期: 2017-07-03

本文探讨了长颈鹿是否更容易被闪电击中以及它们是否能为附近的小动物提供避雷保护的问题。文章详细解释了闪电的形成原理和长颈鹿作为高个子动物更容易被雷劈的原因,并讨论了长颈鹿能保护的区域范围。此外,文章还提到了一些实际案例和研究,表明长颈鹿确实容易成为闪电的受害者,但缺乏确切的统计数据来证明它们是最容易被劈到的动物。

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。

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。

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”。

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。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”。

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。

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。这也是为什么雷雨天不要在大树下避雨的原因……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。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。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……

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