Мистериозните струи обърнати надолу светкавици са реални и ние току-що получихме най-добрия си вид досега

Серия от изображения, показващи реактивна форма над буря в Оклахома през 2018 г. (Крис Холмс)

Един от най-силните и завладяващи природни сили се ражда от бури: големи пукнатини от светлина, които разделят небето, изхвърлят огромни количества електричество в околната атмосфера, пропуквайки се в земята, когато я достигне.

Или така обикновено мислим мълния .

Но явлението има само друго проявление сравнително наскоро разкрит : понякога изригва нагоре от облаците, удряйки се в стратосферата в огромна синя „струя“ от електричество.

Малко се знае за този феномен; това е непредсказуемо и се случва извън полезрението на повечето хора, над слой от буреносни облаци.

Но благодарение на граждански учен една такава гигантска струя беше записана над облаците по време на буря в Оклахома през 2018 г. – и с данни, събрани от други инструменти, учените успяха да я изучат подробно в три измерения.

Резултатът ни дава нови подробности за това странно явление, което трябва да допринесе за по-доброто разбиране на това как и защо се случва.

„Успяхме да картографираме този гигантски самолет в три измерения с наистина висококачествени данни“, каза физикът и инженер Леви Богс от Техническия изследователски институт на Джорджия.

„Успяхме да видим много високочестотни (VHF) източници над върха на облака, които не бяха виждани преди с това ниво на детайлност. Използвайки сателитни и радарни данни, успяхме да научим къде се намира много горещата водеща част от разряда над облака.

Заснет на слаба светлина Watec камера в нощта на 14 май 2018 г. струята от мълния беше огромна, огромен разряд, който се виждаше ясно на заснетия кадър.

Когато Богс научи за кадрите, той незабавно тръгна да търси данни от други инструменти, които може да са уловили събитието. И имаше богатство.

Видеото на Watec на светкавичната струя. (Кевин Паливек)

Струята е била в обхвата и е била записана от близката VHF система за картографиране на светкавици, наречена Lightning Mapping Array , два метеорологични радара от следващо поколение NCEI ( NEXRAD ) местоположения и инструменти на геостационарния оперативен екологичен сателит на NOAA ( ВЪРВИ ).

Това изобилие от данни означаваше, че Богс и колегите му успяха да проведат задълбочен анализ, реконструирайки сложността на болта.

„Фактът, че гигантската струя беше открита от няколко системи, включително Lightning Mapping Array и два геостационарни оптични светкавични инструмента, беше уникално събитие и ни дава много повече информация за гигантските струи“, каза физикът и инженер Дъг Мах на Асоциацията за космически изследвания на университетите (USRA).

„По-важното е, че това вероятно е първият път, когато гигантска струя е била картографирана триизмерно над облаците с набора от инструменти Geostationary Lightning Mapper (GLM).“

Данните разкриха, че самолетът наистина е колос. Разпространява се от облаци с максимална надморска височина от около 8 километра (5 мили) до височини около десет пъти тази височина - почти доЛиния Карман, където свършва земната атмосфера и започва космическото пространство.

Докато го направи, транспортира около 300 кулона електрически заряд в горните слоеве на атмосферата; типичната светкавица от облак към облак или от облак към земя транспортира само около 5 кулона.

Екипът също така успя да установи, че лидерите – каналите от йонизиран въздух, по които може да се види мълниеносният разряд – са били изключително горещи, над 4700 градуса по Целзий (8500 по Фаренхайт). Междувременно по-малките плазмени стримери бяха значително по-хладни, около 200 градуса по Целзий (400 по Фаренхайт).

Тези стримери започнаха да се разпространяват точно над върха на облака, установи екипът, пътувайки до долната йоносфера, на височина от около 80 километра. Това създава електрическа връзка между върховете на облака и йоносферата, прехвърляйки отрицателен заряд със скорост от хиляди ампера в секунда.

Различните инструменти разкриха, че оптичният компонент на струята остава относително близо до върха на облака, на височина от 15 до 20 километра. VHF излъчването обаче е открито много по-високо, на височини от 22 до 45 километра.

„VHF и оптичните сигнали окончателно потвърдиха това, което изследователите подозираха, но все още не са доказали, че VHF радиото от мълния се излъчва от малки структури, наречени стримери, които са на самия връх на развиващата се мълния, докато най-силният електрически ток тече значително зад това върха в електропроводим канал, наречен лидер, каза инженерът Стив Кумър от университета Дюк.

Все още обаче остават много въпроси. Все още не е ясно защо струите се изстрелват нагоре, когато повечето светкавици са насочени надолу или настрани. Изследователите вярват, че може да има нещо, което да блокира мълнията да пътува надолу или към други облаци.

Въпреки че бурята в Оклахома не беше обичайният тип, свързан с джетове, тъй като се случи на високи географски ширини, а не в тропиците, и се случи в необичайно време на годината, тя може да даде следа тук. Много малка мълния надолу беше наблюдавана преди освобождаването на гигантската струя.

„По каквато и да е причина обикновено има потискане на изхвърлянията облак-земя,“ Богс обясни .

„Има натрупване на отрицателен заряд и тогава смятаме, че условията в горната част на бурята отслабват най-горния слой на заряда, който обикновено е положителен. При отсъствието на светкавичните разряди, които обикновено виждаме, гигантската струя може да облекчи натрупването на излишен отрицателен заряд в облака.

Да се ​​надяваме, че бъдещите самолети съдържат отговорите.

Изследването е публикувано в Научен напредък .

За Нас

Публикуването На Независими, Доказани Факти От Доклади За Здравето, Пространството, Природата, Технологиите И Околната Среда.