Spritai: viršutinis atmosferos žaibas

Perkūnija užpildo dangų žibintaiaukščiau taip pat po debesimis. Nuo 1990 susidomėjimas šiais aukštais dangaus švytėjimais ir blyksniais sprogo. Jie nešioja įmantrius vardus, tokius kaip šprotas, elfai, nykštukai ir dar daugiau.

Šie trumpalaikiai šviesos šaltiniai arba TLE yra panašūs į žaibus. Lygiai taip pat, kaip tvirta žemė veda elektrą ir traukia žaibus, taip daro ir jonosfera, sluoksnis virš stratosferos. Didelis žaibo smūgis paleidžia kylantį elektromagnetinį impulsą (EMP), kuris sužadina ploną orą, kol skleidžia šviesą.

Labiausiai paplitęs TLE yra sprite - raudonos šviesos blyksnis tiesiai virš didelio perkūnija. Spritai atsiranda per sekundės dalį po stiprių žaibo smūgių, kylant aukštyn į beveik 100 kilometrų aukštį. Davidas Sentmanas iš Aliaskos universiteto „Fairbanks“ įvardijo juos spritams kaip būdą kalbėti apie juos neįtariant jų priežasties ir mechanizmo.

Spritų gausu Amerikos vidurvakariuose, kur dažnos smarkios perkūnijos, tačiau apie jas pranešama daugelyje kitų vietų. „Sprite Watchers“ pagrindinis puslapis pateikia patarimų, kaip jų ieškoti.

Smulkiai apibūdinantys švytuoklių pluoštai, išsikišantys į viršų ir žemiau centrinio ryškaus rutulio. Paprasti yra vadinami morkų spritai. Dideli spritų spiečiai gali priminti medūzas ar angelus. Kartais pasirodo „šokančių“ spritų grupės. Paskelbta spritų galerija Fizika šiandien pateikia gerą vaizdą apie šias mirksinčias būtybes.

Mėlynieji purkštukai yra neryškiai mėlynos šviesos kūgiai, kurie prasideda maždaug 15 km aukštyje ir iškyla iki maždaug 45 km kaip greitas dūmų pufas. Jie gana reti. Jie gali būti siejami su smarkia kruša debesyse, esančiuose po jais.

Mėlynuosius purkštukus sunku ištirti nuo žemės paviršiaus, nes jie yra mažesniame aukštyje nei spritai. Taip pat mėlyna šviesa nekeliauja oro, taip pat raudona, o didelės spartos fotoaparatai yra mažiau jautrūs mėlynai. Mėlynieji purkštukai geriausiai tiriami iš orlaivių, tačiau šie skrydžiai kainuoja brangiai. Taigi turime palaukti, kad sužinotume daugiau apie mėlynuosius purkštukus.

Mėlyni starteriai yra reti blyksniai ir taškai, neaugantys į mėlynus purkštukus. Pirmą kartą matytas 1994 m. Ir aprašytas kitais metais, startuoliai gali būti susiję su tomis pačiomis sąlygomis, kurios suaktyvina mėlynuosius purkštukus.

Elfai yra labai trumpi silpnos šviesos diskai (ir labai žemo dažnio radijo bangos), atsirandantys maždaug 100 km atstumu. Kartais jie pasirodo su spritais, bet paprastai ne. Elfai buvo nuspėti dar prieš pirmą kartą juos stebint 1994 m. Pavadinimas reiškia „Šviesos ir VLF skleidimas iš EMP šaltinių“.

„Sprite“ halogenai yra šviesos diskai, kaip elfai, tačiau yra mažesni ir žemesni, pradedami maždaug 85 km atstumu ir judami žemyn iki 70 km. Jie trunka apie milisekundę ir po jų eina spritai, kurie, atrodo, auga tiesiai iš savo disko. Manoma, kad sprito halogenai yra pradinė spritų stadija.

Troliai (trumpalaikiam raudonam optiniam švytėjimo linijui) atsiranda po ypač stipraus sprite žemiausiose sausgyslėse prie debesies viršūnių. Ankstyvieji įrašai parodė, kad jie yra raudonos dėmės su silpnomis raudonomis uodegomis, kylančiomis panašiai kaip mėlynos purkštukai. Greičiau fotoaparatai rodo, kad troliai yra greita įvykių serija. Kiekvienas įvykis prasideda raudonu švytėjimu, kuris susiformuoja spyruoklinėje indelėje, tada „nuteka“ žemyn. Kiekvienas sekantis įvykis prasideda aukščiau, taigi lėtesnių vaizdo įrašų serija atrodo kaip suliejama į viršų. Tai tipiškas pavyzdys moksle: pažvelgus į tą patį seną dalyką geresniais instrumentais, visada išryškėja kažkas naujo ir netikėto.

Nykštukai yra maži, labai trumpi, balti šviesos šuoliai, nukreipti į viršų nuo didžiojo griaustinio viršaus priekinio priekio viršuje, ypač dėl „užstojančio kupolo“, kurį sukelia stiprūs pasvirimai stumdami kylantį drėgną orą šiek tiek aukščiau priekalas. Jie atrodo maždaug 150 metrų pločio ir maždaug kilometro aukščio ir trunka keletą mikrosekundžių.

Pixies yra tokie maži, kad atrodo kaip taškai, todėl jie yra mažesni nei 100 m. Vaizdo įraše, kuriame pirmą kartą buvo įregistruoti dokumentai, jie atrodo išsibarstę po užduoties kupolu, mirksi iš pažiūros atsitiktinai. Pixies ir nykštukai atrodo grynos baltos spalvos, kaip ir įprasti žaibai, ir jie nėra lydimi žaibo smūgių.

Šie įvykiai pirmą kartą buvo apibūdinti kaip „mėlynos srovės ir sprite hibridas. Viršutinė dalis primena spyruoklę, o apatinė pusė - panaši į srovę. Šie įvykiai vizualiai apima iš apačios atmosfera iki E sluoksnio jonosferos 100 km atstumu. Šių įvykių apšvietimo trukmė svyruoja nuo 200 ms iki 400 ms, tai yra daug ilgiau nei tipiškų švitrų.

PS: TLE yra dar viena nuoroda į viršutinės atmosferos elgseną ir jos vaidmenį pasaulinėje elektros grandinėje. Neseniai paskelbtame „Atmosferos elektros“ informaciniame biuletenyje pateikiami įžvalgūs šios srities tyrimai. Pavyzdžiui, globalios grandinės būklė yra perspektyvus būdas stebėti globalų atšilimą.

Šviesos viršutinėje atmosferoje tyrimas išstumia mokslo galimybes, ypač didelės spartos vaizdo įrašus. Taip pat reikia sėkmės ir draugų aukštose vietose, pavyzdžiui, kalnų viršūnių observatorijose.

Spritams pamatyti reikalingos specialios apžvalgos aikštelės, nes jos visada slepiasi virš perkūnijos. „Yucca Ridge“ lauko stotyje, kurią vykdo „FMA Research“ Kolorado šiaurėje, sprite stebėtojai gali pamatyti žaibus iš audros 1000 km atstumu per Didžiąsias lygumas. Panaši observatorija yra pietų Prancūzijos Pirėnų kalnuose. Kiti tyrėjai imasi audringų lėktuvų į audringą nakties dangų, kad užfiksuotų nemandagius blyksnius.

Kita pagrindinė stebėjimo platforma yra orbitoje. Svarbūs kosminio šaudyklos tyrimai buvo atlikti, įskaitant lemtingąjį Kolumbijos skrydį, kuris sudužo sugrįžus 2003 m. Antrasis Taivano palydovas, paleistas 2004 m., Yra skirtas šiai sričiai.

Spritų ir jų seserų medžioklė taip pat priklausė nuo laimingų pertraukų. Spritai pirmą kartą buvo užfiksuoti 1989 m., Kai kai kurie Minesotos universiteto mokslininkai, laukdami filmuoti raketos, nukreipė fotoaparatą į tolimą perkūniją. Vienas iš jų patikrino laidus ir pritvirtino laisvą laidą. Po kelių minučių juosta užfiksuota taip trumpai, kad užėmė tik du kadrus. Šie du vaizdo įrašo kadrai paleido visiškai naują Žemės mokslo šaką.

2000 m. Liepos 22 d. Walteris Lyonas buvo prie Yucca Ridge filmavęs didžiulį „mesoscale“ audros kompleksą, kai mažesnė izoliuota „supercell“ perkūnija paslinko šiaurės link ir užblokavo vaizdą. Super ląstelės - tipiškos priešpilio formos gūžtos perkūnijos - negamina spritų, tačiau Lionas leidžia fotoaparatams suktis. Jo nuostabai, įrašai parodė dviejų naujų tipų lemputes supercilos viršuje: nykštukus ir pixies.

Lionas vis dar ieško naujų žibintų. Mokslinėje literatūroje yra daugiau nei šimtmetį apžvelgtų aukštos atmosferos šviesų liudininkų aprašymai. Dauguma atitinka sprites ir mėlynus purkštukus. Bet varginantis saikas apibūdina ryškiai baltus dryželius, kylančius tiesiai ir nepaskirstytus nuo perkūnijos viršūnių. Kelios nuotraukos pateikia dar daugiau informacijos, kad šių lempučių viršūnės yra mėlynos.

Kažkada mes juos užfiksuosime juostoje, išanalizuosime jų spektrus ir suteiksime jiems vardą. Kaip spritai, elfai ir troliai, jie visada buvo čia, bet mes niekuomet neturėjome akių jų matyti.

Kasmetiniai Amerikos geofizikos sąjungos gruodžio mėn. Susitikimai buvo artimos spritų bendruomenės suvienijimai nuo 1994 m. 2001 m. Sesijoje dalyvavusi grupė padarė pertrauką, kad prisimintų savo velionį draugą ir mentorių Johną Wincklerį (1917–2001), geofizikas ir keistų žaibiškų pasakojimų kolekcionierius, kuris nukreipė fotoaparatą į tą Minesotą perkūnija 1989 m. Tuo pačiu metu Europos ir Afrikos grupės ir sprindžio medžioklės komandos iš Taivano derybos buvo lauko augimo įrodymas.

Kiekvieni metai daro pažangą tyrinėjant spritus ir jų artimuosius. Tūkstantmečio sandūroje mes to ir mokėmės:

• Davidas Sentmanas, žmogus, davęs spritams jų vardą, užfiksavo gravitacijos bangas, susidariusias aukštoje atmosferoje, kurią sukėlė spritai. Tiesą sakant, spritai „išskleidžia“ energiją į jonosferą tarsi plaukikas, krintantis į baseiną. Taigi jie prisijungia prie meteorų, išsiveržimų, perkūnijų ir žemės drebėjimų, kurie yra jonosferos gravitacijos bangų priežastys.
• „STEPS 2000“ kampanija užfiksavo spritą, nes kiti stebėtojai aptiko skiriamuosius infraraudonųjų spindulių signalus - aš tai pavadinčiau „sprite griaustiniu“. Walteris Lyonasas parengė PDF dokumentą šia tema.
• Pirmieji spritai buvo pastebėti Brazilijoje, pagrindinėje perkūnijos žaidimų aikštelėje, naudojant prietaisus su balionais ir lėktuvais.
• Tohoku universiteto „sprite“ grupė (matyt, nebegyva nuo 2009 m.) Žiemą ieškojo spritų, stebėdama šaltojo fronto audras vandenyne netoli Japonijos. Ši meteorologinė aplinka visiškai skiriasi nuo Šiaurės Amerikos Didžiųjų lygumų, tačiau ten taip pat atsiranda spritų.
• Taivano nacionalinio Cheng Kungo universiteto grupė stebi žemyninę Kiniją ir Ramųjį vandenyną. Jie buvo tie, kurie atrado milžiniškus mėlynus purkštukus.

Kiekvienais metais stengiuosi išlaikyti šios srities skirtukus ir pranešiau apie naujus 2003 ir 2004 m. Sesijų rezultatus. Čia taip pat galima pamatyti daugiau Spritai Kategorija.

PS: Šis atmosferos tyrimas taip pat yra susijęs su nuolatiniais įprastų žaibų tyrimais. Nauji tinklai stebi žaibą nuostabiai ir pateikia duomenis, kurie gali suteikti informacijos apie jėgas, sukeliančias spritą. Visiems, kurie kada nors stebėjo šilumos žaibus, paslėptus giliai aukštuose debesyse, gaunami paveikslėliai yra magiškas žvilgsnis į tai, ko dar niekad nemačiau.