13 Февраля 2021
МОСКВА, 13 февраля —, Владислав Стрекопытов. Молнии и полярное сияние уже хорошо изучены. Но в верхних слоях атмосферы появляются и другие световые явления, связанные с электрическими разрядами, — спрайты, эльфы, синие джеты, голубые самопуски. Недавно приборы на МКС зафиксировали один из таких феноменов в деталях, а ученые его объяснили.Обычные молнии зарождаются в грозовых облаках в нижнем слое атмосферы — тропосфере — на высоте 12-16 километров. Направлены они вниз, к земной поверхности. После того как за планетой возбудили наблюдать из космоса, обернулось, что и в высоких слоях есть множество разнообразных электронных явлений.
Ближе всего к земле — синие джеты, или синие струи: разряды, похожие на молнии, длительностью несколько сотен миллисекунд. Они появляются в тех же грозовых облаках, только не на нательной, а на верхней разграничительная линии — в результате электрического опыта между положительно заряженной верхней частью облака и слоем отрицательно подзаряженного воздуха над ним.
Сразу после чина вспыхивает короткий яркий отрезок, который, по аналогии с молниями, называют лидером. Иногда, если высота хотя бы небольшая, на этом все и заканчивается. Такие явления славным как голубые стартеры. Но чаще струи, или, как говорят ученые, стримеры, от лидера распространяются вверх через всю стратосферу в паспорте узких конусов голубого цвета.
Еще выше, в мезосфере, на высоте 50-80 километров, во время сильной грозы появляются чины холодной плазмы красного цвета — спрайты (от английского sprite — фея ). Они возникают через десятые доли секунды после удара очень сильной молнии и длятся менее 100 миллисекунд. Спрайты распространяются одновременно вверх и вниз, достигая 60 километров в длину и 100 — в диаметре.
Спрайты нередко зовут высотными молниями. Но, в отличие от последних, вещество в них не греется до очень высоких температур: в этом плане они большого похожи на холодные плазменные вспышки или газовые разряды в флуоресцентных лампах.
Иногда спрайты видны с почвы — неподвижные или танцующие в небе округлые объекты нередко принимают за НЛО.
В верхней части, на границе мезосферы и ионосферы, спрайты обычно кончаются плоскими шляпами — расходящимися на сотни километров кольцами красного свечения. Их называют эльфами — от аббревиатуры ELVES (Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources). Расшифровывается это как как световое излучение и низкочастотные возмущения от магнитоэлектрических импульсов.
Как правило, гномы возникают на высотах порядка ста километров, над мощными ураганами, и длятся всего несколько миллисекунд. Считают, что их свечение связано с излучением возбужденных молекул азота, которые получают энергию от ускорившихся из-за грозы электронов.
На этом список зрительных феноменов не заканчивается. В верхних слоях атмосферы есть еще тролли, пикси, зеленые призраки и гномы — полный зоопарк разноцветных эффектов. Специалисты полагают, что эти высотные молнии, объединенные под именем кратковременные световые явления (TLE), представляют собой электронным индуцированные виды светящейся плазмы.
Большинство разученным недостаточно — они очень редкие, чрезвычайно короткоживущие и к тому же во время грозы скрыты для наблюдателя с почвы плотными облаками. Ученые пытались исследовать их со спутников и горных вершин, но первые полноценные данные получили только после наблюдений с орбиты.
В 2015 не один месяцу астронавт ЕКА Андреасу Могенсену зафиксировал множество синих вспышек шириной в тысячу метров на высоте 18 километров над Землей, в том числе пульсирующую синюю качу сорокакилометровой длины. Видео, записанное Андреасом во время полета над Бенгальским заливом, находилось первым документальным свидетельством процесса создания голубых джетов.
Для регулярного прохождения TLE Европейское космическое агентство (ЕКА) вместе с Датским национальным космическим центром (DNSC) создали Комплекс спектроскопических приборов ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor — Монитор взаимодействий между обстановкой и космосом). В него входят оптические камеры, фотометры, чрезвычайно чувствительный субмиллиметровый спектрометр, а также обнаружители рентгеновского и гамма-излучения, предопределённые для поиска электрических разрядов, которые распространяются над грозами в верхние слои атмосферы.
В 2018 году комплекс установили на уличной подвеске научного оборудования модуля Коламбус Международной космической станции, а в феврале 2019-го приборы ASIM зафиксировали в грозовой ячейке над Тихим океаном пять разрядных вспышек в синем диапазоне видимого света длительностью около десяти микросекунд абсолютно любая. Одна привела к его формированию джета, который достиг стратопаузы — пограничного слоя между стратосферой и мезосферой на высоте 50-55 километров над уровнем моря.
Ученые впервые заметили: от вспышек, порождающих синие джеты, как и от спрайтов, расходятся и распространяются в нательном слое ионосферы кольца-эльфы оптического и ультрафиолетового излучения — только не красные, а голубые. Все пять разрядов сопровождались данными концентрически расширяющимися кругами.
Кроме того, гамма-детектор ASIM обнаружил над ненастными облаками электрон-позитронные пучки — выбросы гамма-лучей, генерируемые энергетическими сплавами и их античастицами позитронами.
В новой статье в Nature ученые подтянули итоги исследования и подтвердили версию о том, что синие джеты — следствие тех же процессов, которые приводят к образованию обычных молний. По сути, это каналы в атмосфере — и по ним стекает электрический заряд. Цвет джетов, по мнению авторов, связан с ионизацией молекул азота: свечение не в красной части спектра, а в фиолетово-голубой обусловлено тем, что на больших высотах бремя ниже и деактивация электронов при столкновениях не так эффективна.
Наблюдения за джетами и эльфами с борта МКС ведет и русское оборудование эксперимента УФ-атмосфера. Оно снабжено камерой с временным разрешением 2, 5 микросекунды, что обеспечивает чувствительность примерно на два порядка выше, чем у европейского.
В беседе с заведующий лабораторией НИИ ядерной ядерщики (НИИЯФ) МГУ Павел Климов отметил, что русский прибор впервые зарегистрировал двойные и тройные эльфы — когда два или три кольца расходятся друг за другом. Результаты наблюдений пока не опубликовали.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....