精靈閃電

精靈閃電

精靈閃電是在距離地面30到50英裏的大氣層中存在向上閃電現象。它在空中出現的時間不到三十分之一秒,有如鬼魅一般難以捉摸。

  • 中文名稱
    精靈閃電
  • 持續時間
    小于三十分之一秒
  • 發生區間
    離地面30到50英裏的大氣層
  • 類    型
    自然現象

簡介

"精靈"閃電(即向上的閃電):

實驗實驗

幾十年前,科學家們發現在距離地面30到50英裏(約為48.3到80.1公裏)的大氣層中存在向上閃電現象,並將之稱為"精靈"閃電。中高層大氣閃電或中高層大氣放電指的是一系列特殊的大氣放電現象,這種放電發生的地方要遠比正常閃電發生處為高。

不過,因為這種放電現象缺少與對流層閃電的共通性,所以它們又被稱為瞬態發光現象(TLEs,Transient Luminous Events)。

TLEs包括紅電光閃靈,藍色噴流,巨型噴流以及極低頻率輻射。早在20世紀20年代,蘇格蘭物理學家查爾斯·威耳遜就曾預言過,在雷雨雲之上的高層大氣中也會出現放電現象。

但一直到1989年7月6日,明尼蘇達大學的科學家才取得直接的觀察證據。

幾年後,這種現象被阿拉斯加大學的科學家命名為"閃靈",以避免其他名稱對當時所知不多的這種現象可能產生的誤解。

紅電光閃靈術語"紅色精靈"和"藍色噴流"在1994年的航拍實驗影片播放後才為公眾所熟知。

分類

巨型噴流

2001年9月14日,阿雷西博天文台拍下了一個長達70公裏的巨大噴流--比一般噴流的兩倍還要長。

該噴流發生在海洋上空一塊積雨雲的頂部,持續了不到一秒。噴流開始時像普通噴流般以50,000米每秒的速度上行,其後突然分成兩股並加速到250,000米每秒,到達電離層化作絢爛的閃光。2002年7月22日,台灣在南中國海觀察到了5個長度在60~70公裏之間的巨型噴流,並發表在了《自然》雜志上。

這些噴流隻持續了不到一秒,研究者描述其形狀像大樹與胡蘿卜。

藍色噴流

精靈閃電

藍色噴流(Blue jets)通常呈細錐形,從積雨雲的頂端一直延伸到離地面40~50公裏的電離層。

不像紅色精靈,藍色噴流並非直接由閃電引起(但它們似乎與雷暴中的強冰雹現象有關)。它們比紅色精靈要亮。

其藍色可能是來自氮氣分子的發射光譜。藍色噴流在1989年10月21日由一艘經過澳大利亞上空的太空梭初次觀測到。

藍色噴流要比精靈稀少的多。

到2007年為止,學界隻有不到100張關于藍色噴流的照片。這些照片絕大多數都是在1994年阿拉斯加大學對紅色精靈的一次研究中拍攝的。

藍色啓輝器

藍色啓輝器(Blue starters)首次發現在一段研究雷暴的夜間飛行記錄的影片中,它被描述成"一種與藍色噴流緊密相關的上行發光現象。"

它們要比一般的藍色噴流來得更亮但卻更短,長度通常不足20公裏。一位研究有關項目的電機工程專家維克多·P·帕斯科(Victor P. Pasko)博士描述道:"藍色啓輝器就像是沒長大的藍色噴流。"

紅電光閃靈

紅電光閃靈(Sprites)是一種發生在積雨雲之上的大規模放電現象,其大小形態變化很大。這種現象是由雲層與地面間的正閃電引起的。

紅電光閃靈通常呈紅橙色,下部為卷須狀,上部則有弧形枝狀結構,有時其頂端還會出現淡紅光暈。該現象通常成簇發生在離地面80~145公裏的高空。

紅電光閃靈在1989年7月6日首次被明尼蘇達大學的科學家拍攝下來,其後在世界各地都觀察到了這種現象。紅電光閃靈還被認為是很多發生在高海拔上的飛機無端故障的元凶。

畫面捕捉

據國外媒體報道,來自英國的業餘天文愛好者在本周二拍攝到一束罕見的閃電,在雷暴雲上方存在神秘的"紅色精靈"和"藍色噴流"閃電,拍攝的位置位于約克郡以東,

精靈閃電

此前英國地區並沒有有關類此閃電的記錄,顯然本次發現的罕見閃電也是北海地區出現的雷暴雲"向上放電"現象。

報道中提到,捕捉到這一罕見自然現象的攝影師名叫Richard Kacerek,現年33歲。由于,英國之前還從未有過關于"精靈"閃電的觀測記錄,所以Richard Kacerek也順理成章的成了第一個在英倫三島上空拍攝到"精靈"閃電的人。

精靈閃電

與傳統的雷暴雲閃電向下放電不同,"精靈"閃電卻是向上放電,屬于中高層大氣與雲之間的放電現象,通常距離地面大約數十公裏的高度,但科學家對其形成機製並不十分了解。

從外形上看,"精靈"閃電酷似樹狀結構,上端結構較大,下段呈現條須狀,在夜空中會形成不同的視覺形狀。

對于此次拍攝到"精靈"閃電一事,Richard Kacerek表示天文學是自己的一個愛好,捕捉到罕見的"精靈"閃電實屬意外,

精靈閃電

但這也是一個很意義的事件。事實上,英國流星觀測網的一些愛好者之前也時常觀測罕見的"精靈"閃電,而此次由Richard Kacerek所拍攝的照片更是引發了科學家對神秘的上行閃電現象的興趣。

來自巴斯大學的研究人員Fullekrug博士已經開展了多項針對"精靈"閃電的調查,他認為"精靈"閃電屬于特殊的放電現象,在北海地區也是一個罕見的例子,根據英國氣象局探測網監視報告,這時段的雷暴天氣伴隨著冰雹和陣風。

精靈閃電

眾所周知,閃電的形成需要雲層和地面之間的電勢差,當電壓足夠強時就擊穿空氣形成閃電,太空中是否具備形成閃電的條件呢,法國和歐洲航天局計畫在2005年調查神秘的"精靈"閃電Fullekrug博士認為民間的業餘愛好者可以在其中發揮重大作用,業餘時間的觀測有機會拍攝到此類閃電。

太空鳥瞰

1.國際空間站宇航員從將近400公裏的高度拍攝雷暴雲閃電

騰訊科學訊(Everett/編譯)據國外媒體報道,本周早些時候,國際空間站宇航員卡倫尼伯格從將近400公裏高度的軌道上拍攝到地球上的景色,顯示暴風雨天氣中出現的耀眼閃電,

但是這些閃電有著別樣的特點,一般情況下,閃電出現在雲層與地面之間,宇航員拍攝的閃電則是"上行"閃電,從雲層往太空方向釋放能量,酷似雲層中發生的"爆炸"。位于加州洛杉磯和聖迭戈市的暴風雨中出現強大的閃電,通過美國宇航局的公布的圖像,可以清楚地看到白色脈沖能量釋放過程。

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2. 宇航員卡倫L.尼伯格嘗試拍攝到西非和亞洲風暴雲上端的"精靈"閃電

美國宇航局宇航員卡倫L.尼伯格從國際空間站上嘗試對西非、亞洲的風暴雲進行觀測,嘗試捕捉到神秘的"精靈"閃電,其形成于大規模發電現象發生在風暴雲上端,因此從國際空間站上對風暴雲進行觀測是一個很好的機會。

神秘的"精靈"閃電可發生在50英裏的高度上,紅色"火焰"有時可突破更高的高度,觀測中宇航員發現在馬來西亞的雷暴雲上空出現了紅色精靈閃電,大約為6英裏寬。

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3.國際空間站是個觀測地球風暴雲的極佳平台國際空間站對風暴雲的觀測結果在本周早些時候公布,拍攝圖像的宇航員名為卡倫L.尼伯格,今年43歲,是第50位進入太空的女性,在遠征機組中擔任國際空間站的飛行工程師,本次輪換任務由遠征36機組執行。她的家庭中還有一位美國宇航局的宇航員,名為道格拉斯·赫利。

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4.地球上的閃電如同"燈火表演"本周早些時候,英國約克郡以東的業餘天文學家拍攝到神秘的"精靈"閃電,這也是首次在英倫三島上空拍攝到"上行"閃電的蹤影,科學家認為"精靈"閃電有著特殊的能量釋放通道,有別于傳統的閃電,多數飛行在雷暴雲上方的客機出現不明故障,有研究認為這是"精靈"閃電所致。

精靈閃電

5.閃電可在極短的時間內釋放出強大能量

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6.強烈的閃光從雲層中"透射"出來

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