Škriatkovia: Horná časť atmosféry

Nebesky naplnia búrky svetlávyššie rovnako ako pod mrakmi. od tej doby 1990 došlo k explózii záujmu o tieto žiary a záblesky na vysokej oblohe. Majú rozmarné mená ako škriatkovia, škriatkovia, škriatkovia a ďalšie.

Tieto prechodné svetelné udalosti alebo TLE sú podobné bleskom. Rovnako ako pevná zemina vedie elektrinu a priťahuje blesky, tak aj ionosféra, vrstva nad stratosférou. Veľký úder blesku spúšťa stúpajúci elektromagnetický impulz (EMP), ktorý excituje tenký vzduch, kým nevyžaruje svetlo.

Najbežnejším TLE je sprite - záblesk červeného svetla priamo nad veľkým búrky. Sprite sa vyskytujú zlomok sekundy po silných úderoch blesku, ktoré stúpajú smerom nahor do výšky takmer 100 kilometrov. David Sentman z aljašskej univerzity vo Fairbanks ich označil za spritov ako spôsob, ako o nich hovoriť bez toho, aby predpokladali ich príčinu a mechanizmus.

Škriatkovia sú hojní na americkom Stredozápade, kde sú časté veľké búrky, ale vyskytujú sa na mnohých iných miestach. Domovská stránka Sprite Watchers poskytuje rady, ako ich hľadať.

Sprites v detaile sú zväzky svetelných úponkov, ktoré sa šíria smerom von nad a pod strednú svetlú guľu. Jednoduché sa nazývajú mrkví škriatkovia. Veľké zhnité zhluky sa môžu podobať medúzy alebo anjeli. Niekedy sa objavujú skupiny „tancujúcich“ spritov. Galéria škriatkov uverejnená v Fyzika dnes dáva dobrý obraz týchto blikajúcich stvorení.

Modré trysky sú šišky slabého modrého svetla, ktoré začínajú okolo 15 km nadmorskej výšky a stúpajú na približne 45 km ako rýchle búšenie dymu. Sú dosť zriedkavé. Môžu byť spojené s ťažkými krupobitím v oblakoch pod nimi.

Modré trysky je ťažké študovať zo zeme, sú v nižších nadmorských výškach ako škriatkovia. Modré svetlo necestuje vzduchom ani červené a vysokorýchlostné kamery sú menej citlivé na modré. Modré trysky sa najlepšie študujú z lietadiel, ale tieto lety sú nákladné. Takže sa musíme dočkať, až sa dozvieme viac o modrých tryskách.

Modré predjedlá sú zriedkavé záblesky a bodky, ktoré sa nezmestia do modrých trysiek. Prvýkrát, ktorý bol spozorovaný v roku 1994 a ktorý bol opísaný budúci rok, môžu súvisieť s rovnakými podmienkami, ktoré spôsobujú modré prúdy.

Elfovia sú extrémne krátke disky slabého svetla (a veľmi nízkofrekvenčné rádiové emisie), ktoré sa objavujú pri vzdialenosti približne 100 km. Niekedy sa objavujú so spritami, ale zvyčajne nie. Elfovia boli predpovedaní skôr, ako sa prvýkrát objavili v roku 1994. Názov je skratkou „Emisie svetla a VLF zo zdrojov EMP“.

Sprite halo sú disky svetla, ako škriatkovia, ale sú menšie a nižšie, začínajúc asi 85 km a klesajúc na 70 km. Trvajú asi milisekundu a sú za nimi spriti, ktorí akoby vyrastali priamo z diskov. Hromadné svätyne sa považujú za počiatočnú etapu spritov.

Trolly (pre prechodnú červenú optickú svetelnú líniu) sa vyskytujú po zvlášť silnom sprite, v najnižších úponkoch blízko vrcholov oblačnosti. Prvé nahrávky im ukázali ako červené škvrny so slabými červenými chvostami, ktoré stúpali podobne ako modré trysky. Rýchlejšie fotoaparáty ukazujú, že trollovia sú rýchlou sériou udalostí. Každá udalosť sa začína červenou žiarou, ktorá sa tvorí v sprnitej úponke, potom sa „odteká“ smerom nadol. Každá nasledujúca udalosť začína vyššie, takže séria vyzerá ako pomalšie rozmazanie videa. Toto je typický vzorec vo vede: pri pohľade na tú istú starú vec pomocou lepších nástrojov sa vždy objaví niečo nové a neočakávané.

škriatkovia sú malé, veľmi krátke biele svetelné lúče, ktoré smerujú nahor z vrcholu veľkej búrky horná časť kovadliny, konkrétne „preklenovacia kopula“ spôsobená silnými aktualizáciami, tlačia stúpajúci vlhký vzduch o niečo vyššie nákova. Vyzerajú asi 150 metrov široké a asi kilometrové vysoké a trvajú niekoľko mikrosekúnd.

Pixies sú také malé, že sa javia ako body a ich priemer je menší ako 100 m. Vo videu, ktoré ich prvýkrát dokumentovalo, sa zdá, že sú rozptýlené po preklenovacej kopuli a zdanlivo blikajú náhodne. Zdá sa, že obrazce a škriatkovia sú čisto bielej farby ako obyčajné blesky a nesprevádzajú blesky.

Tieto udalosti boli prvýkrát opísané ako „hybridný modrý prúd a sprite. Horná časť sa podobá na sprite, zatiaľ čo spodná polovica je ako prúd. Tieto udalosti sa vizuálne vyskytujú od najnižšej úrovne atmosféra do ionosféry vrstvy E vo vzdialenosti 100 km. Svetelné trvanie týchto udalostí sa pohybuje medzi 200 ms až 400 ms, čo je omnoho dlhšie ako v prípade bežných spritov. ““

PS: TLE sú ďalším vodítkom k správaniu sa hornej atmosféry a jej úlohe v globálnom elektrickom obvode. Nedávne vydanie Newsletteru o Atmosférickej elektrine predstavuje ohromujúci rozsah výskumu v tejto oblasti. Napríklad stav globálneho okruhu je sľubným spôsobom, ako monitorovať globálne otepľovanie.

Štúdium svetiel v hornej atmosfére posúva možnosti vedy, najmä vysokorýchlostného videa. Berie tiež šťastie a priateľov na vysokých miestach - ako sú observatóriá na horách.

Na prehliadanie spritov sú potrebné špeciálne prehliadacie miesta, pretože sa vždy skrývajú nad búrkami. Na stanici Yucca Ridge Field Station, ktorú prevádzkuje FMA Research v severnom Colorade, môžu pozorovatelia sprite vidieť blesky z búrka 1 000 kilometrov nad Great Plains. Podobné observatórium sa nachádza v pohorí Pyreneje v južnom Francúzsku. Iní vedci vezmú búrlivé nočné lietadlá do búrlivej nočnej oblohy, aby zachytili nepolapiteľné záblesky.

Ďalšia veľká pozorovacia platforma je na obežnej dráhe. Od raketoplánu Space Shuttle sa urobil dôležitý výskum, vrátane osudového letu Columbie, ktorý havaroval počas návratu v roku 2003. A druhý taiwanský satelit, ktorý bol uvedený na trh v roku 2004, je venovaný tejto oblasti.

Lov škriatkov a ich súrodencov tiež závisel od šťastných prestávok. Sprites boli prvýkrát zaznamenané v roku 1989, keď niektorí vedci z University of Minnesota, ktorí čakali na natočenie raketovej rakety, namierili fotoaparát na vzdialenú búrku. Jeden z nich skontroloval zapojenie a pripevnil uvoľnený kábel. O minútu neskôr páska zachytila ​​záblesk tak krátky, že zaberala iba dva snímky. Tieto dva snímky videa spustili úplne nové odvetvie vedy o Zemi.

22. júla 2000, Walter Lyons bol v Yucca Ridge, kde natáčal video z obrovského „mesoscale“ búrkového komplexu, keď sa na sever unášala menšia izolovaná búrka „supercell“, ktorá blokovala výhľad. Supercells - typické búrky typu cumulonimbus v tvare kovadliny - nevytvárajú škvrny, ale Lyons nechal kamery vrhnúť sa. Na jeho prekvapenie nahrávky obsahovali dva nové druhy svetiel v hornej časti superbunky: škriatkovia a škvrny.

Lyons stále hľadá nové svetlá. Vo vedeckej literatúre sú opisy očitých svedkov svetla vo vysokej atmosfére siahajúce viac ako jedno storočie. Väčšina zodpovedá škvrnám a modrým prúdom. Ale úchvatná hrsť popisuje jasné biele pruhy, ktoré stúpajú rovno a sú od vrcholu búrok rozvetvené. Niekoľko fotografií poskytuje ďalšie podrobnosti, že vrcholy týchto svetiel sú sfarbené do modra.

Raz ich zachytíme na pásku, zanalyzujeme ich spektrá a pomenujeme ich. Ako škriatkovia, škriatkovia a trollovia, vždy tu boli, ale nikdy sme ich nemali vidieť.

Každoročné decembrové zasadnutia Americkej geofyzikálnej únie sa od roku 1994 stretávajú v tesnej blízkosti sprite. Na zasadnutí v roku 2001 sa zúčastnená skupina zastavila, aby si spomenula na svojho zosnulého priateľa a mentora Johna Wincklera (1917–2001), geofyzik a zberateľ nepárnych bleskových príbehov, ktorí namierili fotoaparát na túto Minnesotu búrka v roku 1989. Zároveň boli rozhovory európsko-africkej skupiny a taiwanského poľovníckeho tímu dôkazom rastu tejto oblasti.

Každý rok prináša pokrok v štúdiu sprites a ich príbuzných. Na prelome milénia sme sa to naučili:

• David Sentman, muž, ktorý dal sprites svoje meno, dokumentoval gravitačné vlny vo vysokej atmosfére spôsobené sprites. V skutočnosti strieka „energiu“ do ionosféry ako plavec vrhajúci sa do bazéna. Tým sa spájajú meteory, erupcie, búrky a zemetrasenia ako príčiny ionosférických gravitačných vĺn.
• Kampaň STEPS 2000 zaznamenala prízraky, keď iní pozorovatelia zistili výrazné infrazvukové signály. Walter Lyons pripravil dokument PDF na túto tému.
• Prví spriti boli pozorovaní v Brazílii, hlavnom búrkovom ihrisku, s použitím balónov a lietadiel vybavených prístrojmi.
• Sprite skupina Tohoku na univerzite (ktorá bola podľa všetkého zaniknutá od roku 2009) hľadala v zime škvrny a monitorovala chladné búrky v oceáne neďaleko Japonska. Toto meteorologické prostredie je úplne odlišné od Veľkých plání Severnej Ameriky, objavujú sa tu však aj spriti.
• A skupina na národnej univerzite Cheng Kung na Taiwane pozoruje pevninskú Čínu a Tichomorie. Boli to tí, ktorí objavili obrovské modré trysky.

Snažím sa udržiavať si prehľad o tomto poli každý rok a nahlásil som nové výsledky zo zasadnutí v rokoch 2003 a 2004. Tam je tiež viac vidieť v škriatkovia kategórie.

PS: Tento atmosférický výskum je tiež spojený s prebiehajúcou štúdiou bežného blesku. Nové siete pozorujú blesky v úžasných detailoch a poskytujú údaje, ktoré môžu nahliadnuť do síl, ktoré spôsobujú škvrny. Pre kohokoľvek, kto niekedy sledoval teplo blesku ukryté hlboko vo vysokých oblakoch, sú výsledné obrázky čarovným pohľadom na niečo, čo nikdy predtým nebolo vidieť.