Spritit: Ilmakehän ylempi salama

Ukkosta täyttää taivas valotedellä samoin kuin pilvien alla. Siitä asti kun 1990 näissä hehkuissa ja välähdyksissä korkea taivas on herättänyt räjähdyksen. Heillä on omituisia nimiä, kuten spritit, haltiat, gnomit ja muut.

Nämä ohimenevät valoisat tapahtumat tai TLE: t ovat samanlaisia ​​kuin salama. Aivan kuten kiinteä maa johtaa sähköä ja houkuttelee salamaa, niin myös ionosfääri, stratosfäärin yläpuolella oleva kerros. Suuri salama laukaisee nousevan sähkömagneettisen pulssin (EMP), joka herättää ohutta ilmaa, kunnes se säteilee valoa.

Yleisin TLE on sprite - punaisen valon välähdys suoraan suuren yläpuolella ukkosta. Spritit esiintyvät murto-sekunnissa voimakkaiden salamaniskujen jälkeen nouseen ylöspäin melkein 100 kilometrin korkeuteen. David Sentman Alaskan yliopistosta Fairbanksista nimitti ne spritit tapaksi puhua heistä olettamatta niiden syytä ja mekanismia.

Sprittejä on runsaasti Yhdysvaltojen keskilännessä, missä suuria ukkosmyrskyjä on yleisesti, mutta niitä ilmoitetaan monissa muissa paikoissa. Sprite Watchersin kotisivu antaa neuvoja niiden etsimiseen.

Yksityiskohtaisesti spritit ovat kimppuja valoisat jännejä, jotka leviävät ulospäin keskimmäisen kirkkaan pallon yläpuolelle ja alapuolelle. Yksinkertaisia ​​kutsutaan porkkana-spritiksi. Suuret sprite-klusterit voivat muistuttaa meduusoja tai enkeleitä. Ryhmiä "tanssivia" spritejä esiintyy joskus. Vuonna 2001 julkaistu galleria spritistä Fysiikka tänään antaa hyvän kuvan näistä vilkkuvista olennoista.

Siniset suihkukoneet ovat himmennetyn sinisen valon kartioita, jotka alkavat noin 15 km korkeudesta ja nousevat noin 45 km: iin kuin nopea savupöly. He ovat melko harvinaisia. Ne voivat liittyä raskaisiin ratekuuroihin niiden alla olevissa pilvissä.

Sinisiä suihkukoneita on vaikea tutkia maasta, koska ne ovat matalammassa korkeudessa kuin spritit. Sininen valo ei myöskään kulje ilman läpi yhtä hyvin kuin punainen ja suurten nopeuksien kamerat ovat vähemmän herkkiä siniselle. Sinisiä suihkukoneita tutkitaan parhaiten lentokoneista, mutta nämä lennot ovat kalliita. Joten meidän on odotettava oppia lisää sinisistä suihkukoneista.

Siniset aloittajat ovat harvinaisia ​​matalan korkeuden välähdyksiä ja pisteitä, jotka eivät kasva sinisiksi suihkuiksi. Ensin nähtynä vuonna 1994 ja kuvattu ensi vuonna, käynnistimet voivat liittyä samoihin olosuhteisiin, jotka laukaisevat siniset suihkut.

Tontut ovat erittäin lyhyitä himmeän valon levyjä (ja erittäin matalataajuisia radiopäästöjä), jotka ilmestyvät noin 100 km: n päähän. Joskus ne esiintyvät spriteillä, mutta yleensä eivät. Haltijat ennustettiin ennen niiden ensimmäistä havaitsemista vuonna 1994. Nimi tarkoittaa "valon ja VLF-säteilyä EMP-lähteistä".

Sprite halogeenit ovat kevyitä levyjä, kuten tontut, mutta ovat pienempiä ja alempia, alkavat noin 85 km: stä ja liikkuvat alas 70 km: iin. Ne kestävät noin millisekunnin, ja niitä seuraa spritit, jotka näyttävät kasvavan heti niiden levyistä. Sprite-halogeenien uskotaan olevan spritien alkuvaihe.

Uistimet (lyhytaikaista optista valoa heijastavaan linjaan) esiintyvät erityisen voimakkaan spriten jälkeen, alhaisimmissa jänneissä lähellä pilvipeitteitä. Varhaiset nauhoitukset näyttivät ne punaisina pisteinä, joilla oli vaaleat punaiset pyrstöt, nousevat paljon kuin siniset suihkut. Nopeammat kamerat näyttävät peikkojen olevan nopea tapahtumasarja. Jokainen tapahtuma alkaa punaisella hehkulla, joka muodostuu sprite-jänteeseen, "tyhjenee" alaspäin. Jokainen seuraava tapahtuma alkaa korkeammalle, joten sarja näyttää ylöspäin hämärtävältä hitaammissa videoissa. Tämä on tyypillinen malli tieteessä: tarkastelemalla samaa vanhaa asiaa paremmilla soittimilla paljastuu aina jotain uutta ja odottamatonta.

gnomes ovat pieniä, hyvin lyhyitä valkoisia valon piikkejä, jotka osoittavat ylöspäin suuren ukkospilven yläpuolelta alasin yläosa, erityisesti "ylityskuppi", joka aiheutui voimakkaiden ylösnousemuksien seurauksena nousevan kostean ilman ollessa hieman yläpuolella alasin. Ne näyttävät noin 150 metriä leveiltä ja noin kilometrin korkeilta ja kestävät muutaman mikrosekunnin.

Pixies ovat niin pieniä, että ne näkyvät pisteinä, joten ne ovat alle 100 metrin poikkipinta-alaisia. Videossa, joka ensin dokumentoitiin heille, ne näyttävät olevan hajallaan ylityskuplin poikki, vilkkuen näennäisesti sattumanvaraisesti. Pixies ja gnomit näyttävät olevan puhdasta valkoista väriä, kuten tavallinen salama, eikä niitä seuraa salamaniskuihin.

Nämä tapahtumat kuvailtiin ensin "sinisen suihkun ja spritehybridinä. Yläosa muistuttaa spriteä, kun taas alaosa on suihkumainen. Nämä tapahtumat ulottuvat visuaalisesti alhaalta ilmapiiri E-kerroksen ionosfääriin 100 km: n päässä. Näiden tapahtumien valoisaika on välillä 200 ms - 400 ms, mikä on paljon pidempi kuin tyypillisten spritien. "

PS: TLE: t ovat vielä yksi vihje ylemmän ilmakehän käyttäytymiselle ja sen roolille maailmanlaajuisessa sähköpiirissä. Äskettäisessä ilmakehää koskevassa uutiskirjeessä esitetään mielenkiintoinen valikoima tutkimuksia tällä alalla. Esimerkiksi maapallon radan tila on lupaava tapa seurata ilmaston lämpenemistä.

Yläkehän ilmavalojen tutkiminen työntää tieteen mahdollisuuksia, etenkin nopeaa videota. Se vie myös onnea ja ystäviä korkeissa paikoissa - kuten vuorenhuipun observatorioissa.

Spritien näkemiseen tarvitaan erityisiä katselukohteita, koska ne piiloutuvat aina ukkosen yläpuolella. FMA Researchin johtamassa Yucca Ridge Field Station -asemalla Pohjois-Coloradossa sprite-tarkkailijat näkevät salaman myrskyt 1000 kilometrin päässä Ison tasangon yli. Samanlainen observatorio on Etelä-Ranskan Pyreneiden alueella. Muut tutkijat ottavat myrskyn hyppääjät lentokoneisiin myrskyisään yötaivaalle vangitsemaan vaikeita välähdyksiä.

Toinen merkittävä tarkkailualusta on kiertoradalla. Avaruussukkulasta on tehty tärkeätä tutkimusta, mukaan lukien Columbian kohtalokas lento, joka kaatui uudelleenpaluun aikana vuonna 2003. Ja Taiwanin toinen satelliitti, joka käynnistettiin vuonna 2004, on omistettu tälle kentälle.

Spritien ja heidän sisarustensa metsästys on riippuvainen myös onnekkaista tauoista. Spritit tallennettiin ensimmäisen kerran vuonna 1989, kun jotkut Minnesotan yliopiston tutkijat, jotka odottivat kuvataan raketin laukaisua, osoittivat kameran kaukaiseen ukkosta. Yksi heistä tarkisti johdotuksen ja kiinnitti löysän johdon. Minuuttia myöhemmin nauha sai salaman niin lyhyeksi, että siinä oli vain kaksi kuvaa. Nämä kaksi videokuvaa käynnistivät kokonaan uuden maatieteen haaran.

Walter Lyons oli 22. heinäkuuta 2000 Yucca Ridgessä kuvaamassa videota valtavasta "mesoscale" -myrskykompleksista, kun pienempi eristetty "superkennon" ukonilma ajautui pohjoiseen estäen näkymän. Superkennot - tyypilliset alasin muotoiset cumulonimbus ukkosta - eivät tuota sprittejä, mutta Lyons antaa kameroiden pyöriä. Hänen yllätyksekseen nauhoitukset näyttivät supersolun yläosassa kahta uudentyyppistä valoa: gnomeja ja pixies.

Lyons etsii edelleen uusia valoja. Tieteellisessä kirjallisuudessa on todistajien kuvauksia korkean ilmapiirin valoista, jotka juontavat juurensa vuosisataa. Useimmat vastaavat spritejä ja sinisiä suihkukoneita. Mutta houkutteleva kourallinen kuvaa kirkkaita valkoisia raitoja, jotka nousevat suoraan ja haarautumattomina ukonilmien yläpuolelta. Muutamassa valokuvassa annetaan lisätietoja siitä, että näiden valojen yläosat ovat sinisinä.

Jonain päivänä sieppaamme nämä nauhalle, analysoimme niiden spektrit ja annamme heille nimen. Kuten spritejä, haltiaita ja peikkoja, ne ovat aina olleet täällä, mutta meillä ei ole koskaan ollut silmiä nähdä heitä.

Amerikan geofysikaalisen liiton vuosittaiset joulukuun kokoukset ovat olleet läheisen sidosryhmän kokouksia vuodesta 1994. Vuoden 2001 istunnossa läsnä ollut ryhmä teki tauon muistaakseen myöhäisen ystävänsä ja mentorinsa John Wincklerin (1917–2001), geofysiikka ja parittomien salamakerrointen keräilijä, joka osoitti kameran tuossa Minnesotassa ukkosmyrsky vuonna 1989. Samanaikaisesti eurooppalaisen afrikkalaisen ryhmän ja Taiwanista peräisin olevan spritemetsästyöryhmän neuvottelut olivat osoitus kentän kasvusta.

Joka vuosi tuo edistystä spritien ja heidän sukulaistensa tutkimuksessa. Tätä opimme vuosituhannen vaihteessa:

• David Sentman, mies, joka antoi spritisejä heidän nimensä, dokumentoi painovoima-aallot spritien aiheuttamasta korkeasta ilmakehästä. Itse asiassa spritit "roiskuttavat" energiaa ionosfääriin kuin uima-allas parveileva uimari. Niinpä ne liittyvät meteoreihin, purkauksiin, ukkosta ja maanjäristyksiin ionosfäärin painovoima-aaltojen syynä.
• STEPS 2000 -kampanja tallensi sprittejä, kun muut tarkkailijat havaitsivat erottuvat infrapunasignaalit - nimittäisin niitä "sprite thunder". Walter Lyons laati aiheesta PDF-asiakirjan.
• Ensimmäiset spritejä havaittiin Brasiliassa, suuressa ukkosmyrskyjen leikkikentässä, käyttäen instrumentoituja ilmapalloja ja lentokoneita.
• Tohoku-yliopiston sprite-ryhmä (ilmeisesti vanhentunut vuodesta 2009 lähtien) haki spritejä talvella tarkkailemalla kylmien rintamien myrskyjä valtameressä Japanin lähellä. Tämä meteorologinen ympäristö on aivan erilainen kuin Pohjois-Amerikan tasangot, mutta siellä esiintyy myös spritejä.
• Ja ryhmä Taiwanin kansallisessa Cheng Kung -yliopistossa tarkkailee Manner-Kiinaa ja Tyynenmerta. He löysivät jättimäiset siniset suihkut.

Yritän pitää välilehtiä tällä alalla vuosittain, ja olen raportoinut uusia tuloksia vuosien 2003 ja 2004 istunnoista. Siellä on myös enemmän nähtävää sprites kategoria.

PS: Tämä ilmakehän tutkimus liittyy myös meneillään olevaan tavallisen salaman tutkimukseen. Uudet verkot tarkkailevat salamaa upeaan yksityiskohtaan, jolloin saadaan tietoa, joka voi antaa tietoa spritien aiheuttavista voimista. Kaikille, jotka ovat koskaan nähneet syvälle korkeisiin pilviin piilotettua lämpöä, tulevat kuvat ovat maaginen välähdys jotain mitä ei koskaan ennen ole nähnyt.