Séria obrázkov zobrazujúcich tryskovú formu nad búrkou v Oklahome v roku 2018. (Chris Holmes) Jeden z najsilnejších a najfascinujúcejších sily prírody sa rodí z búrok: veľké praskliny svetla, ktoré rozdeľujú oblohu, vyžarujú obrovské množstvo elektriny do okolitej atmosféry a praskajú do zeme vždy, keď ju dosiahnu.
Alebo takto zvyčajne uvažujeme blesk .
Tento jav má však aj iný prejav pomerne nedávno odhalené : niekedy vybuchne z mrakov nahor a rúti sa do stratosféry v obrovskom modrom „prúde“ elektriny.
O tomto fenoméne sa vie len málo; je nepredvídateľná a vyskytuje sa mimo dohľadu väčšiny ľudí, nad vrstvou búrkových mrakov.
Ale vďaka občianskemu vedcovi bol jeden takýto obrovský prúd zaznamenaný nad oblakmi počas búrky v Oklahome v roku 2018 – a s údajmi zozbieranými inými prístrojmi ho vedci dokázali podrobne študovať v troch rozmeroch.
Výsledok nám poskytuje nové podrobnosti o tomto zvláštnom fenoméne, ktoré by mali prispieť k lepšiemu pochopeniu toho, ako a prečo k nemu dochádza.
'Podarilo sa nám zmapovať toto gigantické lietadlo v troch rozmeroch s naozaj kvalitnými údajmi,' povedal fyzik a inžinier Levi Boggs z Georgia Tech Research Institute.
„Boli sme schopní vidieť zdroje s veľmi vysokou frekvenciou (VHF) nad vrcholom oblaku, ktoré predtým s takou úrovňou detailov nebolo možné vidieť. Pomocou satelitných a radarových údajov sme boli schopní zistiť, kde sa nad oblakom nachádza veľmi horúca vedúca časť výboja.'
Zachytené pri slabom osvetlení Watec kamery v noci 14. mája 2018 bol prúd blesku obrovský, obrovský výboj, ktorý bol jasne viditeľný na zachytených záberoch.
Keď sa Boggs dozvedel o záberoch, okamžite začal hľadať údaje z iných prístrojov, ktoré mohli udalosť zachytiť. A bola tam bonanza.
Video od spoločnosti Watec s bleskom. (Kevin Palivec)
Prúd bol v dosahu a bol zaznamenaný neďalekým systémom mapovania bleskov VHF s názvom The Lightning Mapping Array , dva meteorologické radary novej generácie NCEI ( NEXRAD ) miesta a nástroje na geostacionárnom prevádzkovom environmentálnom satelite NOAA ( IDE ).
Toto množstvo údajov znamenalo, že Boggs a jeho kolegovia boli schopní vykonať hĺbkovú analýzu, ktorá zrekonštruovala zložitosť skrutky.
'Skutočnosť, že gigantický prúd bol detekovaný niekoľkými systémami, vrátane Lightning Mapping Array a dvoch geostacionárnych optických bleskových prístrojov, bola jedinečná udalosť a poskytuje nám oveľa viac informácií o gigantických prúdoch,' povedal fyzik a inžinier Doug Mach Asociácie pre výskum vesmíru (USRA).
„A čo je dôležitejšie, toto je pravdepodobne prvýkrát, čo bol gigantický prúd trojrozmerne zmapovaný nad oblakmi pomocou prístroja Geostacionárny Lightning Mapper (GLM).
Údaje ukázali, že prúdové lietadlo je skutočne kolos. Šírila sa z mrakov s maximálnou výškou asi 8 kilometrov (5 míľ) do nadmorských výšok približne desaťnásobku tejto výšky – takmer do výškyKármánova línia, kde končí zemská atmosféra a začína vesmír.
Pritom transportoval asi 300 coulombov elektrického náboja do hornej atmosféry; typický blesk z mraku do mraku alebo z mraku na zem prenesie len okolo 5 coulombov.
Tímu sa tiež podarilo zistiť, že vodidlá – kanály ionizovaného vzduchu, pozdĺž ktorých je vidieť výboj blesku – boli extrémne horúce, viac ako 4 700 stupňov Celzia (8 500 Fahrenheitov). Medzitým boli menšie plazmové streamery výrazne chladnejšie, okolo 200 stupňov Celzia (400 Fahrenheitov).
Tieto streamery sa začali šíriť tesne nad vrcholom oblaku, zistil tím, že cestujú do nižšej ionosféry v nadmorskej výške približne 80 kilometrov. To vytvára elektrické spojenie medzi vrcholmi oblakov a ionosférou, pričom sa prenáša záporný náboj rýchlosťou tisíc ampérov za sekundu.
Rôzne prístroje odhalili, že optická zložka výtrysku zostala relatívne blízko vrcholu oblaku, vo výške 15 až 20 kilometrov. Emisie VHF však boli zistené oveľa vyššie, vo výškach 22 až 45 kilometrov.
'VHF a optické signály definitívne potvrdili to, čo výskumníci tušili, ale ešte nepreukázali, že VHF rádio z bleskov je vyžarované malými štruktúrami nazývanými streamery, ktoré sú na samom konci vyvíjajúceho sa blesku, zatiaľ čo najsilnejší elektrický prúd tečie výrazne za tým.' hrot v elektricky vodivom kanáli nazývanom vodca,“ povedal inžinier Steve Cummer z Duke University.
Stále však zostáva veľa otázok. Stále nie je jasné, prečo prúdy vystreľujú nahor, keď väčšina bleskov smeruje dole alebo do strán. Výskumníci sa domnievajú, že môže byť niečo, čo bráni blesku v pohybe nadol alebo smerom k iným oblakom.
Hoci búrka v Oklahome nebola zvyčajným typom spojeným s tryskami, pretože sa vyskytla vo vysokých zemepisných šírkach a nie v trópoch a vyskytla sa v nezvyčajnom ročnom období, tu by mohla poskytnúť vodítko. Pred vypustením obrovského prúdu bolo pozorovaných veľmi málo bleskov smerom nadol.
'Z akéhokoľvek dôvodu zvyčajne dochádza k potlačeniu výbojov z mrakov na zem,' vysvetlil Boggs .
'Dochádza k nahromadeniu záporného náboja a potom si myslíme, že podmienky na vrchole búrky oslabujú najvrchnejšiu vrstvu náboja, ktorá je zvyčajne kladná.' V neprítomnosti bleskových výbojov, ktoré bežne vidíme, môže gigantický prúd zmierniť nahromadenie nadmerného záporného náboja v oblaku.“
Dúfajme, že budúce lietadlá obsahujú odpovede.
Výskum bol publikovaný v r Vedecké pokroky .