來源:果殼

有一天,Reddit網友infernograve做了個夢,然後他登陸網站,提出了這樣一個問題:

“長頸鹿是最常被閃電擊中的動物嗎?”

現在它已經成爲了該論壇有史以來最火的問題。

直覺上,這個問題的答案肯定是“是”。畢竟長頸鹿這種動物身高5米左右,還生活在廣袤的稀樹草原上……難道不是移動的避雷針嗎??果殼之前已經簡單介紹過這個問題,不過現在,我們有了更深一步的討論。

首先——爲什麼個子高的東西容易被雷劈?

這要從閃電的成因說起。

在積雨雲的中心部分,空氣急速上升,且氣溫很低(約-25℃至-15℃)。此時雲中會形成很多微小的冰晶和霰(xiàn,柔軟的冰水混合球狀晶體)。冰晶比較輕,所以會向上移動;而比較重的霰則會下沉。在它們摩擦的過程中,冰晶帶上了正電而霰帶上了負電,使得積雨雲的頂層帶正電,底層帶負電。

帶着負電的雲層底部吸引着陸地上的正電荷,但是由於空氣並不是電的良導體,正負電荷並不能輕易相聚。負電的觸手一段一段地向下延伸,想要觸碰地面;地面上的正電荷也在不斷向上, 向高處、尖端聚集……終於,離得最近的正負電荷按耐不住澎湃的相互吸引力,在某一瞬間……

“咔嚓——”高個兒的躺槍了。

說到尖端放電,長頸鹿頭上的那兩個角,難道……不是WiFi路由器?

其實,閃電也不是永遠會去劈一片區域中最高的物體:想要得到比你高的東西的庇護,你需要離它足夠近纔行。

……然而多近才叫“足夠近”呢?

我們還得回到閃電的形成原理上。

剛纔說到,負電荷會從雲層底部,以每秒幾十到幾百公里的速度向下地延伸,尋找接地的物體。我們能看到的閃電一截截的“觸手”,其實是大氣中被電離的氣柱,稱作“梯級先導”(如下圖)。

梯級先導在向下的過程中,只能“感知”到距離尖端幾十米範圍內的正電荷;而如果這段範圍裏沒有可以和它接觸的正電荷(也就是沒有能劈到的東西),它就會繼續它的隨機移動。你可以這樣腦補:在梯級先導的尖端有一個半徑60米的“球”,最先進入球內的東西會被閃電劈到。

而由下圖可以看出,地面上一個高爲h的物體能保護它周圍的一片半徑爲d的區域不被階梯先導的大球發現。我們可以把這片安全區稱爲“閃電陰影”。

(想要更詳盡地瞭解這個問題,歡迎移步:http://www.guokr.com/post/371962/)

根據勾股原理,我們有:

經過簡單的變形,我們就得到了:

所以,如果我們假設階梯先導尖端的球的半徑爲60米(r=60),那麼一頭身高5米的長頸鹿(h=5)能庇護的範圍的半徑是:

意思就是說,一頭正常身高的長頸鹿大概能保護方圓24米之內的花花草草和小動物們不被閃電直接命中。

換句話說,如果你在電閃雷鳴之際走在非洲大草原上,階梯先導朝着你下來了,而長頸鹿們都在離你24米開外的地方——那麼被閃電劈到的很可能就不是長頸鹿,而是你了。

但是!躲在長頸鹿下面並不是避雷的好主意,因爲電流打中了長頸鹿之後總得有個去處,它們會向四面八方流去,如果你站得太近,一樣會有跨步電壓觸電(如圖,有沒有覺得xx一緊)。

這也是爲什麼雷雨天不要在大樹下避雨的原因……(花花草草:泥奏凱!)

無論如何,顯然還是有不少長頸鹿被命運擊中了 。一位名叫戴侖·納什(Darren Naish)的動物學家表示,在1996至1999年間,南非的一處犀牛和獅子保護區的3頭長頸鹿中,有兩頭被閃電劈死了。第三頭還是個孩子,它也被劈了,但是倖存了下來。

無獨有偶。2003年,佛羅里達州的迪士尼樂園中,長頸鹿Betsy在衆目睽睽之下被閃電劈死;2010年,南非的電視明星長頸鹿Hamley也被劈死了。

不過,並沒有人真正研究過這一課題,我們也沒有確切的統計數據。

然而,倒是有一篇論文和這個問題有點關係:2012年,一位名叫坎迪馬·貢斯(Chandima Gomes)的電子工程師發表了一篇題爲《動物的閃電安全》(Lightning Safety of Animals)的論文。

他指出,那些前腿與後腿間距比較大的動物更容易受到閃電的傷害,因爲它們的前後腿之間可能會形成一個很危險的電勢差,導致電流穿透肚子裏重要的臟器。他還指出,閃電在劈到樹上時可能還會彈開,劈到附近比較高大的動物(比如大象和長頸鹿)的頭上(如圖)。

實際上,路易斯安納州的一頭名叫Dusty的年輕長頸鹿就是這樣,被劈在樹上的閃電彈死的。

另外值得一提的是,曾有目擊者表示,在電閃雷鳴的天氣里長頸鹿會低下頭,甚至會互相競爭誰能趴得更低……只不過這一說法的準確性遭到了長頸鹿專家安妮·戴格(Anne Dagg)的質疑。

雖然我們現在知道了長頸鹿很容易成爲閃電的受害者,但是由於沒有數據的支持,沒人能斷定長頸鹿是不是世界上最容易被劈到的動物。它們可能確實更招雷,但是這也並不代表長頸鹿這一物種正大批慘死於雷神之錘下,生活在被閃電支配的恐懼中啦……

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