Spritid: atmosfääri ülemine välk

Äike täidab taeva valgusülalpool samuti pilvede all. Alates 1990 nende kõrgel taevas säravate ja sähvatuste vastu on plahvatuslikult kasvanud. Nad kannavad vingeid nimesid nagu spritid, päkapikud, päkapikud ja palju muud.

Need mööduvad helendavad sündmused või TLE-d sarnanevad välguga. Nii nagu tahke maa juhib elektrit ja meelitab välku, nii ka ionosfääri, stratosfääri kohal asuvat kihti. Suur välgulöök käivitab tõusva elektromagnetilise impulsi (EMP), mis ergastab õhukest õhku, kuni see kiirgab valgust.

Kõige tavalisem TLE on sprite - punase tule välk otse suure kohal äike. Spritid tekivad murdosa jooksul pärast tugevaid välgulööke, tõustes üles ligi 100 kilomeetri kõrgusele. David Sentman Alaska ülikoolist Fairbanksis nimetas neid spreidiks viisiks, kuidas neist rääkida, eeldamata nende põhjust ja mehhanismi.

Spritesid on Ameerika Midwest palju, kus on sagedased suured äikesed, kuid neid on teatatud paljudes teistes kohtades. Sprite Watchersi koduleht annab nõu, kuidas neid otsida.

Spritid on üksikasjalikult helendavate kõõluste kimbud, mis levivad väljapoole keskse ereda palli kohal ja all. Lihtsaid nimetatakse porgandi spritideks. Suured sprite kobarad võivad sarnaneda millimallikate või inglitega. Mõnikord ilmuvad rühmad "tantsivad" spritid. Ilmunud galerii spritidest Füüsika tänapäeval annab neist vilkuvatest olenditest hea pildi.

Sinised joad on hämara sinise valguse koonused, mis algavad umbes 15 km kõrguselt ja tõusevad umbes 45 km kaugusele nagu kiire suitsupais. Nad on üsna haruldased. Neid võib seostada tugevate rahetormidega nende all olevates pilvedes.

Siniseid joad on maapinnast raske uurida, kuna need asuvad madalamal kui spritid. Samuti ei liigu sinine tuli läbi õhu nii hästi kui punane ning kiirkaamerad on sinise suhtes vähem tundlikud. Siniseid reaktiivlennukeid uuritakse kõige paremini lennukitest, kuid need lennud on kulukad. Seega peame ootama, et siniste jogade kohta rohkem teada saada.

Sinised starterid on haruldased madala kõrgusega välgud ja punktid, mis ei kasva siniseks joaks. Esmakordselt 1994. aastal nähtud ja järgmisel aastal kirjeldatud starterid võivad olla seotud samade tingimustega, mis käivitavad sinised joad.

Päkapikud on hämara valguse (ja väga madala sagedusega raadiosaatjate) äärmiselt lühikesed kettad, mis ilmuvad umbes 100 km kaugusele. Mõnikord ilmuvad need spritsidega, kuid tavaliselt mitte. Päkapikud ennustati enne nende esmakordset vaatlemist 1994. aastal. Nimi tähistab "valguse ja VLF emissiooni EMP allikatest".

Sprite halogeenid on valguskettad, nagu päkapikud, kuid on väiksemad ja madalamad, alustades umbes 85 km ja liikudes alla 70 km. Need kestavad umbes millisekundi ja neile järgnevad spritid, mis näivad kasvavat otse nende ketast. Arvatakse, et sprite halogeenid on spritide algstaadium.

Trollid (mööduva punase optilise helendava joone jaoks) tekivad pärast eriti tugevat sprite, madalaimatesse kõõlustesse pilvepealsete lähedal. Varased salvestused näitasid neid nõrkade punaste sabadega punaste laikudena, mis tõusid sarnaselt siniste joaga. Kiiremad kaamerad näitavad, et trollid on kiire sündmuste jada. Iga sündmus algab punase kumaga, mis moodustub sprite-kõõluses, seejärel "tühjeneb" allapoole. Iga järgmine sündmus algab kõrgemal, nii et seeria näib aeglastes videotes ülespoole hägustavat. See on teaduses tüüpiline muster: vaadates sama vana asja paremate instrumentidega, selgub alati midagi uut ja ootamatut.

Päkapikke on väikesed, väga lühikesed valged naastud, mis on suunatud suure äikese tipust ülespoole alasi ülaosa, täpsemalt "üleulatuv kuppel", mille põhjustavad tugevad ülesvoolud tõusevat niisket õhku pisut kõrgemale alasi. Need on umbes 150 meetrit laiad ja umbes kilomeetri kõrgused ning kestavad paar mikrosekundit.

Pixies on nii väikesed, et need ilmuvad punktidena, muutes need vähem kui 100 m pikkuseks. Videol, mis neid esmakordselt dokumenteeris, näivad nad hajutatud üle ülemise kupli ja vilguvad näiliselt juhuslikult. Pixies ja päkapikud näivad olevat puhas valge värv, nagu tavaline välk, ja välkkiiretega need ei kaasne.

Neid sündmusi kirjeldati esmakordselt kui "sinise joa ja sprite hübriidi. Ülemine osa sarnaneb sprite'iga, alumine pool aga reaktiivjoaga. Need sündmused ulatuvad visuaalselt alt üles atmosfääri E-kihi ionosfääri 100 km kaugusel. Nende sündmuste valguskestus on vahemikus 200 ms kuni 400 ms, mis on palju pikem kui tüüpilistel sprittidel. "

PS: TLE-d on veel üks vihje ülemise atmosfääri käitumisele ja selle rollile globaalses elektriskeemis. Atmosfääri elektrienergia infolehe värskes numbris on esitatud selles valdkonnas mõtlemapanev hulk teadusuuringuid. Näiteks globaalse ringluse olukord on paljulubav viis globaalse soojenemise jälgimiseks.

Tulede uurimine atmosfääri ülaosas tõukab teaduse võimalusi, eriti kiiret videot. See võtab ka õnne ja sõpru kõrgetes kohtades - näiteks mäetippude observatooriumides.

Sprittide nägemiseks on vaja spetsiaalseid vaatamiskohti, kuna need varjavad alati äikese kohal. Yucca Ridge'i väljaku jaamas, mida juhib FMA Research Põhja-Colorados, näevad sprite-jälgijad välku tormid 1000 kilomeetrit eemal üle tasandike. Sarnane observatoorium asub Lõuna-Prantsusmaal Püreneedes. Teised teadlased võtavad tormhüppajate lennukid tormilistesse öötaevadesse, et tabamatuid välke saada.

Teine suurem vaatlusplatvorm on orbiidil. Kosmosesüstiku kohta on tehtud olulisi uuringuid, sealhulgas 2003. aastal tagasituleku ajal kukkunud Columbia saatuslik lend. Ja Taiwani teine ​​satelliit, mis käivitati 2004. aastal, on pühendatud sellele väljale.

Sprittide ja nende õdede-vendade jaht on sõltunud ka õnnelikest pausidest. Spritid registreeriti esmakordselt 1989. aastal, kui mõned Minnesota ülikooli teadlased raketiheitmist filmima oodates näitasid kaamerat kaugele äikesele. Üks neist kontrollis juhtmestikku ja kinnitas lahti nööri. Minut hiljem sai lint välklambi, nii lühikese ajaga, et see hõlmas ainult kahte kaadrit. Need kaks videokaadrit käivitasid täiesti uue maateaduse haru.

22. juulil 2000 viibis Walter Lyons Yucca Ridge'is videoga tohutust "mesoscale" tormikompleksist, kui väiksem isoleeritud "superraku" äike triivis põhja poole, blokeerides vaate. Superrakud - tüüpilised alasi kujuga kumulonimbus-äikesed - ei tekita spreid, kuid Lyons laseb kaameratele veereda. Tema üllatuseks näitasid salvestised superraku tipus kahte uut tüüpi valgust: päkapikke ja piksleid.

Lyons otsib endiselt uusi tulesid. Teaduslikus kirjanduses on pealtnägijate kirjeldusi tuules kõrge atmosfääri kohta, mis pärinevad enam kui sajandist. Enamik vastavad spritidele ja sinistele joadele. Kuid kiuslik peotäis kirjeldab eredaid valgeid triipe, mis tõusevad äikese tippudest sirgelt ja hargnemata. Mõned fotod annavad veel detaili selle kohta, et nende tulede tipud varjuvad siniseks.

Ühel päeval jäädvustame need lindile, analüüsime nende spektreid ja anname neile nime. Nagu spritid, päkapikud ja trollid, on nad alati siin olnud, kuid meil pole kunagi olnud silmi neid näha.

Ameerika geofüüsikalise liidu iga-aastased detsembrikuised kohtumised on olnud tihedalt seotud sprite kogukonna kokkutulekud alates 1994. aastast. 2001. aasta sessioonil peatus kohalviibiv rühm oma hilise sõbra ja mentori John Winckleri meenutamiseks (1917–2001), geofüüsik ja veidrate välgujuttude koguja, kes suunas Minnesotasse kaamera äike 1989. aastal. Samal ajal olid Euroopa-Aafrika rühmituse ja Taiwanist pärit sprite-jahimeeskonna kõnelused põllu kasvu tõestuseks.

Iga aasta annab edusamme spritide ja nende sugulaste uurimisel. Aastatuhande vahetusel õppisime just seda:

• Sprititele nende nime andnud mees David Sentman dokumenteeris sprittide põhjustatud kõrge atmosfääri raskusjõu lained. Tegelikult spritiseerib "pritsima" energiat ionosfääri nagu basseini ujuv ujuja. Nii liituvad nad ionosfääri gravitatsioonilainete põhjustajatena meteooride, pursete, äikese ja maavärinatega.
• Kampaania STEPS 2000 salvestas sprite, kuna teised vaatlejad tuvastasid iseloomulikke infrapunasignaale - ma nimetaksin neid "sprite thunder". Walter Lyons koostas selleteemalise PDF-dokumendi.
• Esimesi spritse täheldati Brasiilias, suure äikese mänguplatsil, kasutades instrumenteeritud õhupalle ja lennukeid.
• Tohoku ülikooli sprite-rühm (ilmselt 2009. aasta seisuga lagunenud) otsis talvel spritte, jälgides Jaapani lähedal ookeanis külma rinde torme. See meteoroloogiline keskkond erineb Põhja-Ameerika Suurest tasandikust üsna erinevalt, kuid ka seal ilmub spritte.
• Taiwani riikliku Cheng Kungi ülikooli rühm jälgib Mandri-Hiinat ja Vaikse ookeani. Nemad avastasid hiiglaslikud sinised joad.

Proovin igal aastal sellel alal silma peal hoida ja olen teatanud uutest tulemustest 2003. ja 2004. aasta seanssidelt. Seal on ka rohkem näha Spritid kategooriasse.

PS: See atmosfääriuuring on seotud ka käimasoleva tavalise välgu uurimisega. Uued võrgud jälgivad välgust imeliselt detailselt, andes andmeid, mis võivad anda ülevaate jõude, mis tekitavad spriti. Kõigile, kes on kunagi jälginud sügavatesse pilvedesse peidetud kuumusevälku, on saadud pildid maagiline pilguheit millelegi varem nägemata.