Sprites: Zgornja atmosfera strele

Nevihte napolnjujejo nebo lučinad kot tudi pod oblaki. Od 1990 v teh sijajih in utripah na nebu se je pojavila eksplozija zanimanja. Imajo muhasta imena, kot so sprites, vilini, gnomi in drugo.

Ti prehodni svetlobni dogodki ali TLE so podobni streli. Tako kot trdna zemlja vodi elektriko in privlači strele, tako tudi ionosfera, plast nad stratosfero. Velik udarec strele sproži naraščajoči elektromagnetni impulz (EMP), ki vzbuja tanek zrak, dokler ne oddaja svetlobe.

Najpogostejši TLE je sprite - utripa rdeče svetlobe neposredno nad velikim nevihte. Duhovi se pojavijo le nekaj sekund po močnih udarih strele in se dvignejo na skoraj 100 kilometrov višine. David Sentman z univerze na Aljaski v Fairbanksu jih je imenoval za sprites kot način, kako govoriti o njih, ne da bi predpostavljali njihov vzrok in mehanizem.

Duhov je veliko na ameriškem srednjem zahodu, kjer so pogoste močne nevihte, poročajo pa o mnogih drugih krajih. Domača stran Sprite Watchers ponuja nasvete, kako jih iskati.

V podrobnosti so grozdovi svetlečih vilic, ki se širijo navzgor nad in pod osrednjo svetlo kroglico. Preprosti se imenujejo korenčkov sprites. Veliki grozdni grozdi lahko spominjajo na meduze ali angele. Včasih se pojavijo skupine "plesnih" spritov. Galerija spritov, objavljena v Danes fizika daje dobro sliko o teh utripajočih bitjih.

Modri ​​curki so stožci z modro svetlobo, ki se začnejo na približno 15 km nadmorske višine in se dvignejo na približno 45 km kot hiter dim. So precej redki. Morda jih povezujejo močne toče v oblakih pod njimi.

Modre curke je težko proučiti od tal, vendar so na nižji nadmorski višini od spritov. Prav tako modra svetloba ne leti tako po zraku, kot rdeča, kamere za visoke hitrosti pa so manj občutljive na modro. Modre curke je najbolje proučiti iz letal, vendar so ti leti dragi. Zato moramo počakati, da izvemo več o modrih curkih.

Modri ​​zaganjalniki so redke bliskavice na majhni višini in pike, ki ne prerastejo v modre curke. Prvič opaženi leta 1994 in opisano naslednje leto so lahko zaganjalniki povezani z enakimi pogoji, ki sprožijo modre curke.

Elves so izredno kratki diski slabe svetlobe (in zelo nizke frekvence radijskih emisij), ki se pojavijo na približno 100 km. Včasih se pojavijo s spritovi, ponavadi pa ne. Elves so napovedovali, preden so jih prvič opazili leta 1994. Ime pomeni "Emisije svetlobe in VLF iz virov EMP."

Sprite haloe so lahki diski, kot vilini, vendar so manjši in nižji, začenjajo se na približno 85 km in se pomikajo navzdol do 70 km. Trajajo približno milisekundo, sledijo pa jim smreki, ki se zdijo, da rastejo iz njihovih diskov. Spitni haloji veljajo za začetno stopnjo spritov.

Trolovi (za prehodni rdeči optični svetlobni Lineament) se pojavijo po posebno močnem špritu, navzdol v najnižjih vložkih blizu vrhov oblaka. Zgodnji posnetki so jih pokazali kot rdeče lise s šibkimi rdečimi repi, ki se dvigajo podobno kot modri curki. Hitrejše kamere prikazujejo, da so troli hitri dogodki. Vsak dogodek se začne z rdečim sijajem, ki se oblikuje v spritu tetive, nato pa "odteče" navzdol. Vsak naslednji dogodek se začne višje, tako da je serija videti počasi navzgor v počasnejših videoposnetkih. To je tipičen vzorec v znanosti: pogled na isto staro stvar z boljšimi instrumenti vedno razkrije nekaj novega in nepričakovanega.

Gnomi so majhni, zelo kratki beli trni svetlobe, ki kažejo navzgor z vrha velikega grmenja nakovni vrh, natančneje "previsoka kupola", ki je povzročila, da močni dvigi dvigajo vlažen zrak nekoliko zgoraj the nakovanj. Pojavijo se približno 150 metrov široke in približno kilometer visoke, trajajo pa nekaj mikrosekund.

Pixies so tako majhne, ​​da so videti kot točke, zaradi česar so čez 100 m manjše. V videoposnetku, ki jih je prvič dokumentiral, se zdijo raztreseni po previsni kupoli in na videz utripajo. Zdi se, da so piksi in gnomi čisto bele barve, kot navadne strele, in jih ne spremljajo udarci strele.

Te dogodke so najprej opisali kot "hibrid modrega curka in šprita. Zgornji del spominja na sprite, spodnja polovica pa je curka. Ti dogodki vizualno segajo od nižje vzdušje do ionosfere E na 100 km. Svetlobno trajanje teh dogodkov se giblje med 200 ms do 400 ms, kar je precej daljše od trajanja običajnih spritov. "

PS: TLE-ji so še en nazor glede obnašanja zgornje atmosfere in njene vloge v globalnem električnem krogu. Nedavna številka glasila o atmosferi električne energije predstavlja zanimiv obseg raziskav na tem področju. Na primer stanje globalnega kroga je obetaven način spremljanja globalnega segrevanja.

Preučevanje lučk v zgornji atmosferi potisne zmožnosti znanosti, zlasti visokohitrostnega videa. Tudi na visokih mestih, denimo na gorniških opazovalnicah, ima srečo in prijatelje.

Za ogled spritov so potrebna posebna razgledna mesta, saj se vedno skrivajo nad nevihtami. Na poljski postaji Yucca Ridge, ki jo v severnem delu Kolorada vodi raziskava FMA, opazovalci sprite lahko vidijo strele iz nevihte 1.000 kilometrov stran od Velikih nižin. Podoben observatorij je v območju Pirenejev v južni Franciji. Drugi raziskovalci popeljejo letala v nevihto v nemirno nočno nebo, da ujamejo neizprosne utripe.

Druga večja opazovalna platforma je v orbiti. Pomembne raziskave so bile narejene iz vesoljskega prevoza, vključno z usodnim letom Columbije, ki se je strmoglavil med ponovnim odhodom leta 2003. Na tem področju je posvečen drugi tajvanski satelit, predstavljen leta 2004.

Lov na sprite in njihove sorojence je bil odvisen tudi od srečnih odmorov. Sprites so prvič posneli leta 1989, ko so nekateri znanstveniki z univerze v Minnesoti, ki čakajo na snemanje rakete, usmerili kamero v daljno nevihto. Eden od njih je preveril ožičenje in pritrdil ohlapno vrvico. Minuto pozneje je trak tako bliskovito ujel, da je zasedel le dva kadra. Ta dva videoposnetka sta sprožila popolnoma novo vejo znanosti o Zemlji.

22. julija 2000 je bil Walter Lyons v reki Yucca Ridge, ki snema video ogromnega nevihtnega nevihtnega kompleksa "mesoscale", ko se je manjša izolirana nenadna nevihta odvila proti severu in preprečila pogled. Supercelice - tipične kumulonimbusne nevihte v obliki nakovnja - ne ustvarjajo gromov, a Lyons pusti, da se kamere vrtijo. Na njegovo presenečenje so posnetki pokazali dve novi vrsti luči na vrhu supercelice: gnomi in pixies.

Lyons še vedno išče nove luči. V znanstveni literaturi so opisi očividcev luči v vzdušju izpred več kot stoletja. Večina ustreza spritesom in modrim curkom. Toda mučna peščica opisuje svetle bele proge, ki se dvigajo naravnost in nerazvejane z vrhov neviht. Nekaj ​​fotografij daje dodatne podrobnosti, da vrhovi teh lučk senčijo v modro.

Nekega dne jih bomo posneli na kaseto, analizirali njihove spektre in jim dali ime. Tako kot sprites, vilini in troli so bili tudi oni vedno tu, ampak nikoli jih nismo imeli oči videti.

Letna decembrska srečanja Ameriške geofizične zveze so od leta 1994 ponovno združitev tesno povezane sprite skupnosti. Na zasedanju 2001 se je prisotna skupina ustavila, da bi se spomnila svojega pokojnega prijatelja in mentorja Johna Wincklerja (1917–2001), geofizik in zbiralec nenavadnih zgodb o streli, ki je usmeril kamero v tisto Minnesoto nevihta leta 1989. Hkrati so pogovori evropsko-afriške skupine in tajvanske lovske ekipe bili dokaz rasti na terenu.

Vsako leto prinese napredek pri proučevanju spritov in njihovih sorodnikov. Na prelomu tisočletja smo se tega učili:

• David Sentman, mož, ki je spritom dal svoje ime, je v visoki atmosferi, ki jo povzročajo spriti, dokumentiral gravitacijske valove. V resnici spriti "pljuvajo" energijo v ionosfero kot plavalec, ki plava v bazen. Tako se pridružijo meteorjem, izbruhom, nevihtam in potresom kot povzročiteljem jonosfernih gravitacijskih valov.
• Kampanja STEPS 2000 je zabeležila sprite, ko so drugi opazovalci zaznali značilne infrazvočne signale - poimenoval bi jih "sprite grom." Walter Lyons je pripravil dokument PDF na to temo.
• Prve sprite so opazili v Braziliji, velikem nevihtnem igrišču, kjer so uporabljali instrumentalne balone in letala.
• Spritska skupina univerze Tohoku (očitno odpovedana od leta 2009) je pozimi iskala sprite in spremljala nevihte s hladnimi frontami v oceanu blizu Japonske. Ta meteorološka nastavitev se precej razlikuje od Velike nižine Severne Amerike, vendar se tam pojavljajo tudi duhovi.
• In skupina na Univerzi Cheng Kung v Tajvanu opazuje celinsko Kitajsko in Tihi ocean. Prav oni so odkrili velikanske modre curke.

Vsako leto poskušam voditi zavihke na tem področju in poročal sem o novih rezultatih z zasedanj 2003 in 2004. V zavihku je treba videti še več Sprites kategorija.

PS: Ta atmosferska raziskava je prav tako vezana na tekočo preučevanje navadne strele. Nova omrežja opazujejo strele v čudovitih podrobnostih in tako pridobivajo podatke, ki lahko dajo vpogled v sile, ki povzročajo duhove. Kdor koli je že kdaj opazoval toplotno strelo, skrito globoko v visokih oblakih, so nastale slike čaroben pogled na nekaj, kar še nikoli niso videli.