如何估算閃電能量？

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據說是南大面試

閃電是個比較複雜的東西（這裡我要安利一下老劉的《球狀閃電》），有線狀、帶狀、球狀的，雲和雲之間（雲閃），雲和地面之間（地閃）以及雲內都能形成閃電

當然，作為估算，不必在意這些細節。不過為了方便，下面的敘述以地閃為例。

我們把閃電看做是一個放電過程——就是雲上先聚集電荷，當電荷量達到一定值時，雲和地之間的場強足以擊穿空氣，形成閃電。能量的計算是這樣的

假設擊穿電壓為U，中和的電荷總量Q，上式簡化為

剩下的問題就是求U和Q了。擊穿電壓的計算可以利用Paschen"s law（帕邢定律）

其中a,b是係數，p是壓強，d是距離。

我們知道在地面上擊穿空氣的場強大概是3 x 10^6 V/m，在地面上方，海拔每升高1km，壓強大概下降10kPa，下雨時，雲距離地面大概是幾千米的高度（假設是2km），這個高度的壓強是80kPa左右（101kPa-20kPa），比起地面降低了20%，因此使用地面上的擊穿場強應該不太影響我們的估算。當然由於實際壓強更低以及雨的影響，實際的擊穿場強會更低一些，我們取1 x 10^6 V/m。也就是說，閃電形成時的電壓可以達到億伏量級

（實際值會小一點）

一次閃電的典型放電量是幾十庫倫，假設是30C，那麼，閃電的能量就是

不知道可以獲取哪些物理量，如果允許估計聲強級和光強級的話（比如用手機的攝像頭和麥克風），可以這樣估算總能量：

1、根據雷聲和閃電的時間差估計出閃電發生位置與觀察者的距離

2、根據雷聲的聲強級和持續時間估算出雷聲的總能量，根據聲波的能量和頻率，估算等容加熱過程需要的內能，這是閃電轉化為內能的那部分能量

3、根據閃電的光強級和距離估算閃電的光功率，再與閃電的持續時間獲得總光能量。

光能量估計的時候應該要做一些模型假設，不過應該影響不大。

磚已拋出，等達人出更好的方法吧。

剛剛又想到一個辦法：

1、先估計距離

2、拿一個合適的天線和示波器，看波形

3、根據距離、天線增益和波形，計算對應時刻的閃電電流，積分估算總能量。

粗略思考了一下
設雷雨雲高度為H，面積為S，則大氣電容為C=epsilon S/H，然後等效成電容的擊穿去估計，搜了一下好像有不少經驗公式能用。

空氣濕度可以估計出來空氣的介電常數

然後用一個接地的大金屬球在空曠地帶舉高高

測量雷擊前後帶電量

然後用尖端放電，電容器，電荷分布函數

應該可以得到雷電的能量

測閃電發生前後地表nox濃度。

這應該算是最大氣科學的答案了吧。（茶）

最簡單的方式就是知道雲層高度，然後依據大氣介電常數估算擊穿電壓，就大致知道閃電能量的最小值了。

距離，響度，亮度，大氣狀況(奴透光率，氣溫，濕度)，經緯度==差不多了吧
所謂估算就是把影響不大的大氣狀況去了。