Най-неземните, мистериозни форми на мълнии на Земята

Учените работят, за да разберат любопитните феномени на червени спрайтове, зелени призраци и сини джетове високо над гръмотевични бури.

Нашата атмосфера е като една голяма електрическа верига: Гръмотевичните бури са батериите, които я зареждат, а мълниите са токът, протичащ през нея. На земята виждаме доказателства за тази верига, когато мълния удари земята или когато светне дълбоко в гръмотевичен облак, но високо над облаците се крие тайна електрическа зоологическа градина, пълна със спрайтове, елфи и джетове.

Тези фантастични термини се отнасят до светлинни прояви, наречени краткотрайни светлинни събития или TLE (transient luminous events), които се случват в горните слоеве на земната атмосфера по време на гръмотевични бури. „TLE са мистериозни, красиви и уникално различни от конвенционалните мълнии, но те свързват времето, пространството и електричеството в един драматичен момент. Те се случват високо над облаците, почти безшумно и са невидими за повечето хора, но отразяват мощни процеси, развиващи се дълбоко в гръмотевичните бури“, казва Хейлианг Хуанг, докторант в Китайския университет за наука и технологии, който изучава TLE.

Първите фотографски наблюдения на тези събития през 1989 г. дават изображения на червени проблясъци, пронизващи небето за миг. Те са наречени червени спрайтове, вдъхновени от героите в „Сън в лятна нощ“ на Шекспир, и следват още приказни имена, докато изследователите откриват нови видове TLE. Днес учените продължават да работят, за да разберат тези любопитни явления – какво ги причинява, колко често се случват и какво могат да ни кажат за земната атмосфера.

Какво точно представляват червените спрайтове

Точно както преследването на бури, някои фотографи са започнали да преследват спрайтове, търсейки неуловими червени спрайтове и други видове TLE над нощните гръмотевични бури.

Червени спрайтове са наблюдавани край бреговете на Европа и над Големите равнини на САЩ, но през 2022 г. астрофотографите Енджел Ан и Шучан Донг заснемат 105 червени спрайта, най-големият брой, виждан някога в една гръмотевична буря в Южна Азия, съобщават изследователи наскоро в Advances in Atmospheric Science.

„Червените спрайтове са най-емблематичните [TLE]“, казва Хуанг, водещият автор на статията.

Те се появяват само за части от секундата във вретеновидна кореноподобна система от червени ивици. Явлението се причинява от положителна мълния, която удря земята

създавайки електрическо поле, което достига до атмосферата, на около 50 до 90 км над Земята.

На Тибетското плато, северно от Хималаите, гръмотевичните бури са много често срещани. Драматичните промени във височината предизвикват интензивна конвекция в атмосферата, а вихрушката на влажния въздух създава облаци – богата лаборатория за изучаване на TLE. И все пак, там не са били регистрирани такива до снимките на бурите, направени от Ан и Донг през 2022 г.

Хуанг и неговият сътрудник Гаопенг Лу, физик по атмосферата в Университета за наука и технологии на Китай, разработват метод за синхронизиране на видеоклиповете и снимките, които Ан и Донг са направили на Тибетското плато. Използвайки сателитни данни и карти на звездите в нощното небе, за да определят времевите марки на всеки видеокадър, екипът свърза около 70% от проверените спрайтове с основната (родителска) мълния, която ги е задействала.

За Хуанг резултатите демонстрират научната стойност на любителските наблюдения. „Вълнуващо е, че тази област обединява професионални учени и страстни непрофесионални учени любители, работещи рамо до рамо, за да разберат нещо толкова ефимерно, но толкова дълбоко.“

Фотографите не само са заснели значителен брой червени спрайтове, но и хималайската буря се е характеризирала с още по-редки TLE, наречени джетове и призраци. Екипът е открил 16 вторични джета, мощни колони от често синя или лилава светлина, издигащи се нагоре към небето, и поне четири призрака, зелени мъгливи сияния, които понякога могат да се реят над червени спрайтове.