为什么人们不可以收集太空的闪电存储起来呢?(为什么人们不可以收集太空的闪电存储起来呢英文)

这是一个很有趣的问题，我试着回答你。

实际上，在两个多月前我写过一篇文章回答了《每年，那么多闪电击打地球，电能去哪里了？》，里边比较详细地介绍了闪电产生的条件、云层中闪电发生的过程以及闪电最后都去了哪里。你关注我便可以很容易地找到4月底的这篇文章。在本文开头我仅简单介绍其中的要点。

闪电是地球大气层中常见的天气现象之一，当天空中云层聚集，在不同温度气流的驱动下，云层中的水气分子和细小颗粒之间会相互碰撞摩擦，特别是两个云团之间的水气颗粒之间的摩擦最为剧烈。

我们知道，物质都是由分子、原子构成的，原子的外层是电子。当两个分子或分子团相互摩擦时，分子团最外层的一部分电子会发生交换，有些分子得到电子的能力比较强，它们会从对方分子那里抢来电子。电子是带负电荷的，这样抢到电子的一方带了负电、失去电子的一方就带了正电。

云层中的小颗粒大量挤撞摩擦，会产生带正电的云团和带负电的云团，失去电子的云团由于更轻，它们会处于上方；带大量负电荷的云团处于更靠近地面的位置，同时它会通过感应作用让附近的地面物体带上正电荷。

（云层中电荷分布以及地面感应电场）

空气是电的不良导体，它不容易被击穿，所以随着云层中的电荷越聚越多，云层与地面间的电场强度也越来越大，地面正电荷会向树梢、屋顶等更接近天空的地方聚集，试图建立电流通道。与此同时，云层中的负电荷也在向下方寻找通路。当电场强度上升到10kV/cm时，空气被电离，电流通道瞬间建立，闪电发生。

（空气被电离，电流通道建立）

当然，闪电也会发生在两个云团之间，当云层的电场足够强，电流还可能向高空的大气电离层喷射。

（四分之三以上的闪电发生在云团之间）

说到这里你可能会有点失望。我们以为闪电很强烈，它应该携带着极其巨大的电能，遗憾的是绝大多数情况下并不是如此。当局部电场超过潮湿空气的介电强度（每米约300万伏特）时，空气就能被击穿，所以闪电放电通常会有个上下限值。

闪电瞬间释放强大的电流，给人以强烈的震撼。负闪电的平均带有30000 安培（30 kA）的电流，最强的负闪电释放的电流高达120kA。正闪电往往比负闪电强烈得多，它可以产生最高达400000安培（400 kA）的峰值电流。

闪电释放电流的时间极其短暂，我们判断闪电的强弱需要看它到底释放了多少能量，通常来说一次闪电所携带的能量大约在500~1000 兆焦耳之间。在地球大气的环境下，闪电的强弱取决于潮湿空气的介电强度，电场只要达到300万伏特/米这个数值就会击穿空气发生闪电。

（闪电的强弱与潮湿空气的介电强度有关，它在空气中的路径是不规则的）

1焦耳能量是多少？

你把一颗2两重的番茄向上扔1米，所需要的能量是1焦耳；

将1克水加热0.24℃，需要1焦耳能量，1000 兆焦耳大约能把2.5吨水从4℃烧开；

将1W的LED灯珠点亮1秒钟，能量是1焦耳，所以1焦耳就是1W⋅s。

1度电是1千瓦时（

1kW⋅h

我们已经知道一次闪电最多能释放1000MJ，也就是说一次闪电释放的电能最多是280度电。

通过计算，你应该意识到闪电看起来很厉害，但它释放的能量并不如想象中的那么大。

（闪电的能量短暂且集中，因此看起来很强大）

闪电是一种自然发生的静电放电，当闪电发生时大气或地面中的两个带电区域暂时自我均衡，同时瞬间释放多达十亿焦耳的能量。地球上大约每秒会发生44次左右闪电，每年总共会发生近14 亿次，其中云对地的闪电约3.5亿次，平均每次闪电持续时间为0.2秒。如果能将这些电能全部收集起来并加以利用，自然是件极好的事情。

（想利用闪电很难）

问题是我们如何才能收集闪电？它在地球上随机发生，并且闪电发生的地点也是随机的。许多因素会影响世界特定地区典型闪电的频率、分布、强度和物理特性。这些因素包括地面高程、纬度、盛行风流、相对湿度、接近温暖和冷水体等，你只有在满足许多条件的情况下才能收集其中极小一部分电能。

我们需要在雷雨和闪电多发的地方建设数百米的高塔，并且需要一种可以在1~10微秒内达到充电峰值的超级电容，它们可以承受400kA的瞬态强大电流、存储超过500库伦的电荷。这都是极难实现的工程目标。即便我们在技术上能做到，以巨额的建设和维护投资，每次收集几千度电在商业上也是不划算的，商业发电要求的就是持续稳定地供电，收集闪电纯粹就是“靠天吃饭”。

（尽管埃菲尔铁塔很高，但闪电避开了它，只是因拍摄的角度的关系，看起来像是击中了）

目前已知的闪电现象主要发生在地球以及几个拥有稠密大气的行星（比如木星与土星，金星上也被发现可能存在闪电），因为闪电发生的前提是空气微粒的相互摩擦；稠密的大气也使得建立放电通道成为可能。超新星产生的一些高能宇宙射线以及来自太阳风的太阳粒子进入大气并使空气通电，这也可能产生闪电通道。

（木星大气层的一次闪电）

星际空间的气体物质极其稀薄，原子之间相互孤立甚至老死不相往来，那里基本不会发生闪电现象。

在太阳系形成的过程中，太阳系原始尘埃会在太阳吸积作用下聚集，大大小小的气体分子和颗粒物相互挤撞摩擦，因此在太阳吸积盘中会频繁地发生闪电现象，其它恒星在形成过程中也大致如此。只不过无论是恒星吸积过程中的闪电还是其它行星大气里的闪电，都是人类没有办法收集和利用的。

通过本文的介绍和整理，我们应该大致了解了闪电发生的条件、形成过程以及它产生能量的大小。尽管来势汹汹，气势很大，实际上每一次闪电所释放的能量是有限的，还不够三口之家一个夏天的用电量。投入巨资建设“闪充电站”然后坐等闪电发生相当于搬石头打天，在商业上不合算，还不如多建几个太阳能电站来的现实。

至于说“去太空收集闪电”，更是天方夜谭，打开脑洞想一想就好。

人们可以收集太空闪电储存起来没有实际意义。闪电只是瞬间电流大而己，1，人们可以收集储存闪电，主要是看闪电电流，是否持续性强大电流。2，但是收集闪电储存起来成本巨大，没有实际意义。3，对科研而言，也没有多大用处。

太空的闪电是两块带有相反电荷的云朵互相靠近时的物理现象，而云朵的体量巨大而又比较稀薄，用人工方法或人力设备难以同时控制两块云朵，如果专门设计相关仪器，耗费人力物力和资金又太大，曾经有人试着把天空中的上述物质加以控制，但结果是存在人身安全问题，现在人们对太空闪电做了深入研究后，人们就不再做得不偿失的事情了。

一道闪电中蕴含的能量大约相当于1500度电，每年全球共发生大约14亿次闪电，如果能全部收集起来的话，人类就又将多了一种清洁能源的来源，听起来似乎很不错。话虽这么说，但是收集闪电除了在技术上难以实现外其实现实中的意义并不大。

首先，闪电发生在地点和时间上都十分随机，根本无法预测，更不要说追踪了。如果你在城市的某幢高楼顶部安装了一台昂贵的闪电收集装置，也许一年下来也收集不到多少电能，反而对闪电收集装置的定期维护倒是一笔不小的开支，这样做是入不敷出的。

其次，闪电的电压和温度都非常高（电压高达上百万至上亿伏特，温度高达上万摄氏度），而且持续时间非常之短，在几十毫秒的量级。如果将闪电能并入电网的话，闪电就像是一记超强的脉冲波，会对电网以及电网上所有的用电设备造成冲击甚至损坏。除非给每个闪电收集装置安装变压器和换能器，但是这样的话就又回到了第一点，收到利益回报是弥补不了昂贵的设备投资。而且人类目前还没能研发出能够承受上亿伏电压的变电装置。

第三点，收集闪电实际意义其实并不如很多人想象的那样大。据统计，全球每年闪电释放的能量大约相当于5000亿度电。但是在所有的闪电现象中，有大约75%是云间闪电，真正释放到地面上的闪电只占所有闪电的25%，也就是大约一千多亿度电。要知道全球每年消耗电能30万亿度，即便把所有释放到地面的闪电全部利用起来，也只不过提供了全球所需电量的0.3%。当然人类也不可能把所有到达地面的闪电都收集起来，因此通过闪电来发电的能源占比还会更低。闪电虽然看上去威力猛，但其实它的能量是十分微不足道。

相比之下，太阳能虽然功率密度不如闪电，但却能持续温和地向地面释放，也更容易收集起来，倒是一种非常不错的清洁能源。

云层当人们看到闪光，听到雷声的时候，闪电已经不是一种电能的形式，而是已经释放成光、热、声波以及化学的能量。