Sprites: Gornja atmosferska munja

Grmljavinske oluje ispunjavaju nebo svjetlaiznad kao i ispod oblaka. Od 1990 tamo je eksplozija zanimanja za ove sjaje i bljeskove na nebu. Nose ćudljiva imena poput spriteta, vilenjaka, gnoma i još mnogo toga.

Ti su prolazni svjetlosni događaji ili TLE-ovi slični munje. Baš kao što čvrsta zemlja provodi električnu energiju i privlači munje, tako i ionosfera, sloj iznad stratosfere. Veliki udar munje pokreće rastući elektromagnetski impuls (EMP) koji potiče tanki zrak dok ne emitira svjetlost.

Najčešći TLE je sprite - bljesak crvenog svjetla, neposredno iznad velikog oluje. Spriti nastaju u djeliću sekunde nakon snažnih udara munje, uzdižući se na visini od gotovo 100 kilometara. David Sentman sa Sveučilišta u Aljasci iz Fairbanksa nazvao ih je spritesima kao način da razgovaraju o njima bez pretpostavljanja njihovog uzroka i mehanizma.

Duhova ima dosta na američkom Srednjem zapadu, gdje su česte velike grmljavinske oluje, no prijavljuju se i na mnogim drugim mjestima. Na početnoj stranici Sprite Watchers možete naći savjete kako ih potražiti.

U detaljima su snopovi svjetlosnih snopova koji se šire prema van i ispod središnje svijetle kuglice. Jednostavni se nazivaju špricom od mrkve. Veliki grozdovi grozda mogu ličiti na meduze ili anđele. Ponekad se pojavljuju grupe "plesačkih" sprita. Galerija sprita objavljena u Danas fizika daje dobru sliku tih blještavih stvorenja.

Plavi mlazovi su češevi tamnoplave svjetlosti koji počinju na oko 15 km nadmorske visine i izdižu se na oko 45 km poput brzog naleta dima. Oni su prilično rijetki. Možda su povezane s jakim tučama u oblacima ispod njih.

Plave mlazove je teško proučiti s tla, a nalaze se na nižim visinama od spritova. Također, plavo svjetlo ne putuje zrakom kao crveno, a kamere brze brzine manje su osjetljive na plavu. Plave mlaznice najbolje su proučavane iz zrakoplova, ali ti su letovi skupi. Zato moramo čekati da naučimo više o plavim mlazovima.

Plavi predmeti rijetke su bljeskalice na maloj visini i točkice koje ne prerastu u plave mlazove. Prvi put viđeni 1994. i opisani sljedeće godine, starteri mogu biti povezani sa istim uvjetima koji pokreću plave mlazove.

Vilenjaci su izuzetno kratki diskovi prigušenog svjetla (i vrlo niske frekvencije radio emisije) koji se pojavljuju na oko 100 km. Ponekad se pojavljuju sa spritima, ali obično ne. Vilenjake su predviđali prije nego što su prvi put primijećeni 1994. godine. Naziv je „Emisija svjetlosti i VLF iz izvora EMP“.

Sprite haloe su diskovi svjetlosti, poput vilenjaka, ali su manji i niži, počevši od otprilike 85 km i kreću se prema do 70 km. Traju oko milisekunde, a slijede ih duhovi, koji kao da rastu iz njihovih diskova. Smatra se da su sprite haloi početna faza spritea.

Trolovi (za prolazno crveno optičko svjetlosno svjetlo) nastaju nakon posebno jakog spriteta, dolje u najnižim vilicama u blizini vrhova oblaka. Rane snimke pokazale su ih kao crvene mrlje sa slabim crvenim repovima koji se uzdižu poput plavih mlazeva. Brže kamere prikazuju da su trolovi brzi niz događaja. Svaki događaj započinje crvenim sjajem koji se formira u sprite tetivi, a zatim "odvodi" prema dolje. Svaki sljedeći događaj počinje sve više, tako da serija izgleda poput uspona u usporenim videozapisima. To je tipičan obrazac u znanosti: pogled na istu staru stvar s boljim instrumentima uvijek otkriva nešto novo i neočekivano.

patuljci mali su, vrlo kratki bijeli pjegici svjetla koji usmjeravaju prema gore s vrha velikog gromobrana nakovnog vrha, tačnije „prekrivena kupola“ uzrokovana snažnim podizanjem podiže vlažni zrak malo iznad nakovanj. Pojavljuju se širine oko 150 metara i visine oko kilometar, a traju nekoliko mikrosekundi.

Pixies toliko su maleni da se pojavljuju kao točke, pa ih čine manje od 100 m. U videu koji ih je prvi dokumentirao pojavljuju se razbacani po prekrivanoj kupoli, naizgled bljeskajući nasumično. Čini se da su piksi i gnomi čiste bijele boje, poput obične munje, i ne prate udarce munje.

Ovi su događaji prvi opisani kao "hibrid plavog mlaza i spritea". Gornji dio nalikuje spritetu, dok je donji dio mlazan. Ti se događaji vizualno protežu od donjeg atmosfera do ionosfere E-sloja na 100 km. Svjetlosno trajanje ovih događaja kreće se između 200 ms do 400 ms, što je puno duže od uobičajenog sprita. "

P.S: TLE-ovi su još jedan trag u ponašanju gornje atmosfere i njezinoj ulozi u globalnom električnom krugu. Nedavno izdanje Newslettera o atmosferi električne energije predstavlja neverovatno istraživanje na ovom području. Primjerice, stanje u globalnom krugu je obećavajući način praćenja globalnog zagrijavanja.

Proučavanje svjetla u gornjoj atmosferi gura mogućnosti znanosti, posebno videozapisa velike brzine. Potrebna je i sreća i prijatelji na visokim mjestima - poput opservatorija na vrhovima planina.

Potrebna su posebna mjesta za razgledavanje duhova, jer se uvijek kriju iznad grmljavinske oluje. Na poljskoj stanici Yucca Ridge, koju vodi istraživanje FMA u sjevernom Koloradu, promatrači spriteta mogu vidjeti munje iz oluje 1.000 kilometara udaljen od Velike ravnice. Slična opservatorija nalazi se u području Pireneja na jugu Francuske. Ostali istraživači uzimaju avione sa skakačima oluje u nemirna noćna neba kako bi zabilježili neumoljive bljeskove.

Druga glavna promatračka platforma je u orbiti. Iz svemirskog šatla napravljena su važna istraživanja, uključujući sudbonosni let Columbije koji se srušio tijekom ponovnog ulaska u zemlju 2003. godine. A tajvanski drugi satelit, lansiran 2004. godine, posvećen je ovom polju.

Lov na spritete i njihovu braću i sestre također je ovisio o sretnim stankama. Sprites su prvi put zabilježeni 1989. kada su neki znanstvenici sa Sveučilišta u Minnesoti, čekajući snimanje rakete, usmjerili kameru na daleku grmljavinsku oluju. Jedan od njih provjerio je ožičenje i popravio labav kabel. Nekoliko minuta kasnije vrpca je zapalila bljesak tako kratko da je zauzela samo dva kadra. Ta dva kadra videa pokrenula su posve novu granu znanosti o Zemlji.

22. srpnja 2000., Walter Lyons bio je u Yucca Ridgeu snimajući video ogromnog kompleksa oluje "mesoscale" kada se manja izolirana "supercela" grmljavina odjurila prema sjeveru, blokirajući pogled. Supercelice - tipične kumulonimbusne oluje u obliku nakovnja - ne stvaraju duhove, ali Lyons pušta kamere. Na njegovo iznenađenje, snimke su pokazale dvije nove vrste svjetala na vrhu superćelije: gnomi i pixies.

Lyons još uvijek traži nova svjetla. U znanstvenoj literaturi nalaze se opisi očevidaca svjetla u atmosferi koja datira više od jednog stoljeća. Većina odgovara spritima i plavim mlazovima. Ali tanana šaka opisuje svijetlo bijele pruge koje se uzdižu ravno i nerazgranate od vrhova grmljavine. Nekoliko fotografija daju detaljnije detalje kako vrhovi ovih svjetala prelaze u plavu.

Jednog dana ćemo ih snimiti na vrpcu, analizirati njihove spektre i dodijeliti im ime. Poput spita, vilenjaka i trolova, oni su uvijek bili ovdje, ali nikad nismo imali oči s kojima bismo ih vidjeli.

Godišnji prosinacski sastanci Američke geofizičke unije ponovno su okupljanje uske sprite zajednice od 1994. godine. Na sjednici 2001. godine prisutna grupa zastala je kako bi se prisjetila svog pokojnog prijatelja i mentora Johna Wincklera (1917–2001), geofizičar i kolekcionar neobičnih priča o mutama koji su kameru usmjerili u taj Minnesotu grmljavina 1989. U isto vrijeme, razgovori europsko-afričke skupine i tima za sprite iz Tajvana bili su dokaz rasta polja.

Svake godine donosi napredak u proučavanju duhova i njihove rodbine. Na prijelazu tisućljeća to smo učili:

• David Sentman, čovjek koji je spritima dao svoje ime, dokumentirao je gravitacijske valove u visokoj atmosferi uzrokovani spritima. Zapravo, sprits "upliće" energiju u ionosferu poput plivača koji pliva u bazenu. Tako se pridružuju meteorima, erupcijama, grmljavinskim olujama i zemljotresima kao uzrocima ionosfernih gravitacijskih valova.
• Kampanja STEPS 2000 zabilježila je duhove dok su drugi promatrači otkrili karakteristične infrazvučne signale - nazvao bih ih "gromovitim gromovima". Walter Lyons pripremio je PDF dokument o toj temi.
• Prvi trzaji primijećeni su u Brazilu, glavnom igralištu s grmljavinom, koristeći balone i avione s instrumentima.
• Sprite grupa na Sveučilištu Tohoku (naizgled neispravna od 2009.) tražila je sprite zimi, nadgledajući oluje hladnog fronta u oceanu u blizini Japana. Ova se meteorološka postavka prilično razlikuje od Velikih nizina Sjeverne Amerike, ali se i tamo pojavljuju duhovi.
• A grupa na Nacionalnom sveučilištu Cheng Kung u Tajvanu promatra Kinu i kontinentalnu zemlju. Oni su otkrili gigantske plave mlazove.

Nastojim držati tabulator na ovom polju svake godine, a izvijestio sam o novim rezultatima sa sjednica 2003. i 2004. godine. Također ima još toga za vidjeti u Duhovi kategorija.

P.S: Ovo atmosfersko istraživanje povezano je i sa stalnim proučavanjem običnih munje. Nove mreže promatraju munje u prekrasnim detaljima, dajući podatke koji mogu dati uvid u sile koje uzrokuju duhove. Svima koji su ikada promatrali vrućinu munje skrivenu duboko u visokim oblacima, rezultirajuće slike čarobni su pogled na nešto što nikad prije nije vidjelo.