據(jù)美國(guó)國(guó)家地理網(wǎng)站報(bào)道，這組照片展示了閃電火山噴發(fā)地震以及颶風(fēng)等自然現(xiàn)象。一幅幅令人震撼的照片彰顯出大自然驚人而可怕的力量。

1、閃電

美國(guó)猶他州峽谷地國(guó)家公園，壯觀的閃電弧在空中舞動(dòng)。閃電是我們最熟悉的大自然“力量秀”。據(jù)估計(jì)，地球每秒鐘被閃電擊中的次數(shù)達(dá)到45次。美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局的閃電專家堂-麥克格曼表示，閃電是一種大氣放電現(xiàn)象，所釋放的能量在100兆焦到3萬(wàn)兆焦之間，通常在1000兆焦到5000兆焦之間。

在科幻影片《回到未來(lái)》中，埃米特-布朗博士利用閃電驅(qū)動(dòng)他發(fā)明的時(shí)間旅行汽車，將主人公送到過(guò)去。在現(xiàn)實(shí)世界，閃電雖無(wú)法幫助我們實(shí)現(xiàn)時(shí)間旅行的夢(mèng)想，但所產(chǎn)生的能量足以讓一輛美國(guó)普通乘用車行駛大約180到910英里(約合290到1450公里)，相當(dāng)于8到38加侖(約合30到144公升)汽油產(chǎn)生的能量。

影片中，布朗博士稱閃電的電量可達(dá)到“1.21 jigawatt”，實(shí)際上應(yīng)該在280到1390千瓦時(shí)之間，足以滿足普通美國(guó)家庭大約9天到1個(gè)月的用電需求。閃電能量范圍如此之大的原因在于其自身的復(fù)雜性。閃電最初在云層中形成，而后通過(guò)一個(gè)通道襲擊地面，與地面接觸時(shí)發(fā)生閃電回?fù)?，浪涌電流沿通道返回。在此過(guò)程中，絕大多數(shù)能量被轉(zhuǎn)移到地面。人眼看到的一道閃電實(shí)際上由多道閃電構(gòu)成，足以持續(xù)近半秒鐘。如果每道閃電間的縫隙足夠大，閃電會(huì)出現(xiàn)閃爍。

雖然較為短暫，但閃電的電壓強(qiáng)度極高，可迅速將空氣加熱到接近5萬(wàn)華氏度(約合3萬(wàn)攝氏度)。相比之下，太陽(yáng)的表面溫度在大約1萬(wàn)華氏度(約合5500攝氏度)左右。溫度升高的氣體快速膨脹，形成沖擊波，也就是我們聽(tīng)到的雷聲。

雖然被閃電擊中具有致命性，但與足以夷平整座城市和摧毀海岸線的其他自然災(zāi)害相比，閃電的能量顯得微不足道。2011年3月11日，日本東北部發(fā)生9級(jí)大地震并引發(fā)海嘯，是大自然展示力量的一個(gè)令人恐怖的例子。目前，科學(xué)家正想辦法測(cè)量火山野火颶風(fēng)以及海嘯的能量。與這些自然災(zāi)害相比，人類利用的地?zé)崮茱L(fēng)能和太陽(yáng)能簡(jiǎn)直不值一提，只是大自然能量中極少的一部分。

2、颶風(fēng)

2005年8月29日，美國(guó)路易斯安那州肯納，一家飯館的屋頂被卡特里娜颶風(fēng)掀開(kāi)并吹到半空。我們可以將颶風(fēng)理解為一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，收集溫暖濕潤(rùn)的熱帶海域的能量，而后以旋風(fēng)的方式釋放這些能量，能夠造成驚人的破壞。

在2005年8月登陸路易斯安那州前大約17個(gè)小時(shí)，卡特里娜颶風(fēng)達(dá)到峰值，強(qiáng)風(fēng)從中央延伸的距離達(dá)到105英里(約合169公里)，速度達(dá)到每小時(shí)175英里(約合每小時(shí)282公里)。根據(jù)麻省理工學(xué)院大氣學(xué)教授克里-伊曼紐爾的計(jì)算，卡特里娜颶風(fēng)產(chǎn)生的能量大約相當(dāng)于20萬(wàn)億瓦電量，是路易斯安那州所有發(fā)電站夏季用電高峰時(shí)總發(fā)電量的近1000倍，后者為2.6萬(wàn)兆瓦。

計(jì)算颶風(fēng)能量不僅僅是一種學(xué)術(shù)研究。目前，美國(guó)聯(lián)邦政府的科學(xué)家正在研發(fā)一個(gè)新的評(píng)級(jí)系統(tǒng)，進(jìn)一步測(cè)量颶風(fēng)的破壞力。這個(gè)新系統(tǒng)將對(duì)颶風(fēng)的動(dòng)能進(jìn)行更廣泛的測(cè)量。新評(píng)級(jí)系統(tǒng)的支持者表示，這一系統(tǒng)能夠進(jìn)一步預(yù)測(cè)風(fēng)暴潮。風(fēng)暴潮是指颶風(fēng)導(dǎo)致的水位暴漲，襲擊沿岸地區(qū)。發(fā)生颶風(fēng)災(zāi)難時(shí)，風(fēng)暴潮造成的死亡人數(shù)最多。以卡特里娜颶風(fēng)為例，風(fēng)暴潮共奪去了近1000人的生命。

3、火山噴發(fā)

2010年4月16日，冰島南部的埃亞菲亞德拉冰蓋火山正在噴發(fā)，噴涌而出的火山灰云遮住了天空?；鹕絿姲l(fā)標(biāo)志著地球內(nèi)部的熱量逃逸。目前，地?zé)岢蔀橐环N越發(fā)受人關(guān)注的能源。在冰島，幾乎所有建筑和熱水設(shè)施都利用地?zé)崮?，地?zé)崮艿陌l(fā)電量在冰島總發(fā)電量中的比重達(dá)到大約三分之一。

地?zé)崮芤矔?huì)以火山噴發(fā)的方式從地表冒出，但沒(méi)有人知道如何安全利用這種形式的地?zé)崮?。美?guó)宇航局位于加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的火山學(xué)家阿什利-戴維斯表示，2010年3月，埃亞菲亞德拉冰蓋火山最初兩次噴發(fā)產(chǎn)生的熱輻射迅速飆升到10億瓦特，而后又提升到60億瓦特這一峰值。10億瓦特相當(dāng)于一座大型發(fā)電站的裝機(jī)容量，例如美國(guó)的哈德遜河發(fā)電站。這座發(fā)電站利用煤炭天然氣和石油發(fā)電，可滿足75萬(wàn)戶家庭的用電需求。60億瓦特超過(guò)除大古力水電站以外任何一座美國(guó)發(fā)電站的裝機(jī)容量。

實(shí)際上，60億瓦特只占埃亞菲亞德拉冰蓋火山2010年釋放的總熱量很小的一部分，并不涵蓋伴隨火山噴發(fā)出現(xiàn)的地震和爆炸釋放的機(jī)械能或者所噴出的溶巖的熱量。借助于衛(wèi)星圖像，美國(guó)宇航局對(duì)這座火山釋放的熱量進(jìn)行了測(cè)算。此外，這種方式也用于觀測(cè)太陽(yáng)系其他星球上的火山。戴維斯指出，與其他一些星球上的火山相比，地球上的火山只能是小巫見(jiàn)大巫。以木衛(wèi)一“伊奧”上的一座火山為例，這座火山于2001年噴發(fā)，所釋放的熱量達(dá)到驚人的78太瓦，是美國(guó)所有發(fā)電站裝機(jī)容量的78倍。其一小時(shí)內(nèi)釋放的能量相當(dāng)于大約4600萬(wàn)桶原油，達(dá)到全球每天總消耗量的一半左右。

2010年4月，冰島埃亞菲亞德拉冰蓋火山上演了規(guī)模更大的噴發(fā)，此次噴發(fā)在冰蓋下方發(fā)生，所產(chǎn)生的能量在很大程度上躲避了宇航局衛(wèi)星的觀測(cè)。不過(guò)，衛(wèi)星觀測(cè)到的輻射能仍達(dá)到60兆瓦。一小時(shí)內(nèi)觀測(cè)到的能量釋放相當(dāng)于1648加侖(約合6238公升)汽油，可讓一輛每年行駛1萬(wàn)英里(約合1.6萬(wàn)公里)的美國(guó)普通汽車使用4年。戴維斯表示，此次噴發(fā)中，溶巖與冰結(jié)合成形成蒸汽云和火山灰云，導(dǎo)致歐洲很多航班停飛。他說(shuō)：“羽狀火山灰云吞噬了歐洲?！?/p>

4、地震

2011年3月14日，日本北部巖手縣的野田村，身穿橙色制服的救援人員正在廢墟中尋找遇難者遺體。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的科學(xué)家估計(jì)，為了引發(fā)足以摧毀巖手縣以及日本東岸的海嘯，3天前發(fā)生在太平洋東北部的地震至少需要產(chǎn)生相當(dāng)于475兆噸TNT的能量。這一能量相當(dāng)于3.26億桶原油，可滿足全球4天的用油需求。

借助于儀器，科學(xué)家只對(duì)少數(shù)自然現(xiàn)象釋放的能量進(jìn)行測(cè)量，其中就包括地震。地震儀獲取的數(shù)據(jù)能夠幫助科學(xué)家評(píng)估地震釋放的能量——可怕的能量撕裂地表，同時(shí)撼動(dòng)附近和遠(yuǎn)處的建筑。不過(guò)，儀器并不能描繪出完整的地震能量圖像，部分能量通過(guò)摩擦產(chǎn)生的熱量的方式消散。日本2011年發(fā)生的地震震級(jí)達(dá)到9級(jí)，是日本發(fā)生的最嚴(yán)重的地震之一，同時(shí)也是有史以來(lái)進(jìn)行測(cè)量的最大地震之一。