Rosnące piorun

20 lat temu, w nocy z 5 na 6 lipca 1989 roku, w historii badania planety Ziemia była ważnym wydarzeniem. John Randolph Winkler, profesor, 73-letnia NASA weteran, wysłał burza chmury wysokiej czułości aparatu, a potem, patrząc na ramie rekord ramy, znaleziono dwa jasne błyski, które w odróżnieniu od pioruna nie zejść na ziemię i aż do jonosfery , Od skrzaty zostały odkryte - największe wyładowania wysokiego wysokości od atmosfery ziemskiej. Wyraźnie potwierdził istnienie planety i globalny obwód elektryczny nowe możliwości jego badania.

Zrzuty nagrane przez Jana Winklera, uruchomiony z wysokości 14 kilometrów, a ich rozmiar jest większy niż 20 kilometrów. Mechanizm prowadzący do ich wyglądu, była niejasna i wymaga odwagi bardziej naukowe ogłosić wyładowania elektrycznego, wzrastając z granic troposfery do wysokości.

Aby uzyskać więcej rozstrzygających dowodów, inspirowany Winkler czekał Minnesota pokryte Hurricane „Hugo”, a w nocy z 22 na 23 września po raz kolejny nagrany za pomocą kamery wideo dużo jak zrzutów dużych wysokościach powyżej chmur burzowych. Interesujące jest to, że został formalnie prowadzone te badania jako amator, ponieważ nie została ona uwzględniona w dowolnym programie prac naukowych. Ale Winkler, nie było na pewno amatorem i działał zdecydowanie, jako człowiek, jest w pełni świadomy swojej misji. Z poprzedniej pracy w NASA pozostał wadliwy szybkiej kamery wideo. Przekonał dziekan wydziału fizycznego University of Minnesota przeznaczyć na naprawę jego $ 7000 do urządzeń zainstalowanych w domu do analizy nagrań.

Unikalny materiał filmowy gigant bit boi Winkler jest nie mniejsza niż zadowolony. Ale co, jeśli takie zwolnienie będzie uderzać w samolocie? A naukowiec zwrócił się do kolegów z ostrzeżeniem NASA. Tych wątpił. Jaką szeregach? Ale z szacunku dla przeszłości Winkler wziął zobaczyć notatki, zebrane podczas misji promu kosmicznego. A oni nie wierzyli własnym oczom: na filmach ujawniła ponad tuzin takich zrzutów. Winkler miał rację. Jako profesjonalny, co On wniósł sprawę do logicznego wniosku - publikacje w czołowych czasopismach naukowych Geophysical Research Letters (1989) i nauki (1990).

Artykuł wywołał szok dosłownie wśród ekspertów w dziedzinie astronomii, fizyce elektryczności atmosferycznej, radio, akustyki, fizyki atmosfery wyładowczej i bezpieczeństwa lotniczego. Po tych publikacji NASA nie mogła odeprzeć ewentualne zagrożenie dla statków kosmicznych i rozpoczęła szczegółowe badanie wyładowań dużych wysokościach. W ciągu trzech lat przygotowań do tego dzieła, z Winkler wielokrotnie konsultowany, ale nie został uwzględniony w programie.

Na pierwszej nocy obserwacji, 7 lipca 1993 roku na stacji naukowej w pobliżu Fort Collins (Kolorado) zaskoczeni naukowcy rejestrowane ponad 240 wysokogórskich zrzutów. Następnej nocy, w celu wyeliminowania błędu przy określaniu wysokości, był zaangażowany wyspecjalizowany latające laboratorium na pokładzie samolotu DC-8. Wyniki przekroczyły wszelkie oczekiwania: ogromne ogniska zostały odkryte w minimalnej wysokości 50-60 kilometrów. Na cześć niespokojnego Puck od Szekspira „Sen nocy letniej”, dano nazwę sprite, czyli duchy powietrzu. Oczywiście pojawiło się pytanie: dlaczego te zrzuty nic nie przed wiadomo, czy jeden potężny sztorm przód generuje dziesiątki nich?

Analiza literatury wskazuje, że wiele osób widziało chmury nie są powszechne i bardzo duże cyfry setek lat. Nazywano ich piorun rakieta, cloud-stratosferze górę wyładowania pioruna i błyskawice nawet „chmura - Space”. Ale w przypadku braku wiarygodnych dowodów dziwacznej świadka po prostu ignorowane. Oni zlekceważył nawet przez tak znanych i zasłużony specjalista w dziedzinie elektryczności atmosferycznej, jak noblisty Charles Thomson Wilson, który w roku 1956 napisał w swoim artykule na temat podobnego zjawiska. Zajęło intuicję, doświadczenie, wytrwałość i odwagę profesora Jana Winklera, że ​​„nie może być” szybko zamienił się „ale kto o tym nie wie.” Teraz w wielu filmach w internecie, można sprawdzić w szczegółach tych zrzutów.

Jan Winkler zmarł w 2001 roku. Więcej pracy na dużych wysokościach wyładowań to zrobił, choć trudno w to uwierzyć, że nie chcę - po takim sukcesie. W dniu jego publikacji w Science regularnie, o którym mowa, ale w projekcie, jak widać, nie została uwzględniona. W nekrologu napisanego przez kolegów poprzez niechęci do niego. I nie bez powodu. Każdego dnia, John Randolph Winkler pozdrawiać czerwono-purpurowy ikonek, bo nauczył ludzi, aby je zobaczyć.

Wkrótce naukowcy odkryli cały pokaz świetlny rozkładanie w górnych warstwach atmosfery nad ołowiu burz. Głównymi aktorami w nim (w kolejności od dołu do góry): niebieskie dysze, które są czasami określane krasnoludów (raz są na dole), w środku duszków czerwono-fioletowych i aureole, a nad nimi pierścień czerwonawo - przestawne w przestrzeni powietrznej elfów. Ale, oczywiście, nie możemy zapominać dyrektor stojących na wielkie widowisko - wspaniała burzowe chmury i błyskawice. W rzeczywistości, niedawno zespół był bardziej liczne, ale naukowcy są stopniowo pozbył duchów, meduzy (niektóre rodzaje sprites) i inne dźwięczny „żywych stworzeń.”

Należy zauważyć, że ćwiczenie w pięknej nazwie niż tylko zabawa w stylu „fizyki żart”, jak może się wydawać na pierwszy rzut oka. Podobnie jak w branży rozrywkowej, nauki, promocja idei i trendów jest ważne, bo tu i tam jest walka o zasoby. Dziedzina nauki, która na rozprawie publicznej, zwykle finansowane bardziej szczodrze. Przypomnijmy, nanotechnologie, z których wszyscy mówią, ale nikt tak naprawdę nie potrafi wyjaśnić, co to jest i dlaczego trzeba wysłać tyle pieniędzy. Ale wracając do pokazu i szczegółowego przedstawienia wszystkich godnego społeczeństwa.

Elfy - najbardziej ulotne i krótkotrwałe w rodzinie zrzutów dużych wysokościach. Te świecące czerwono-purpurowy pierścionki pojawiają się u dołu jonosferze na wysokości 80-100 km. Mniej niż blask milisekundy pojawiły się w centrum rozszerzona do 300-400 kilometrów i gaśnie. Badaliśmy elfy nie są bardzo szczegółowe, prawdopodobnie dlatego, że nie wywołuje wiele kontrowersji i nie obiecują duży postęp w zrozumieniu wyładowań atmosferycznych. Są one produkowane przez trzy dziesięć tysięcznych części sekundy (300 mikrosekund) po ciężkim uderzeniu pioruna z chmury pioruna w ziemię. Jego bagażnik staje się „anteny nadawczej”, z którego potężne sferyczne fale elektromagnetyczne o bardzo niskiej częstotliwości rozpoczyna się z prędkością światła. Przez 300 mikrosekund to tylko osiągnie wysokość 100 km, co okazało czerwono-purpurowy cząsteczki azotu jarzeniowe. Im dalej fali, tym szerszy pierścień, aż zanika z odległością od źródła.

Niebieskie dysze lub gnomy - najbardziej tajemnicza, rzadkie i trudne do zaobserwowania stworzenia w zespole nowych zrzutów dużej wysokości. Karłowate wygląda jak niebieski wąskim odwróconego stożka, począwszy od górnej krawędzi chmury pioruna a niekiedy sięga 40 km wysokości. Dysze prędkości propagacji niebieski - od 10 do 100 km / s. Ale dziwne jest to, że ich wygląd nie zawsze wiąże się z widocznymi uderzenie pioruna. Na wysokościach, gdzie rozpoczynają dysze, ciśnienie jest nadal stosunkowo wysoki, a to nic dziwnego, że są gejami. Tak świecić zamek błyskawiczny, wyładowania koronowego na drutach, wyładowania iskry, a nawet wysoką temperaturę płomienia. Jest to również blask cząsteczki azotu, ale nie w czerwonym i fioletowym pasy, tak jak w przypadku elfów nadfiolecie i niebieski.

Oprócz konwencjonalnych dysz od górnej krawędzi chmury czasami rozbicia tak zwanych niebieskich starterów. Oni nie wznieść się ponad 30 kilometrów. Niektórzy naukowcy uważają, że jest to po prostu błyskawica w górę, w regionie, gdzie ciśnienie spada szybko, a ponieważ przystawek rozszerzają znacznie więcej wspólnego z piorunami. Inni uważają, że ich strumienie niedopracowane.

Ale najbardziej interesujący rodzaj niebieskich dysz nazywa gigantyczne strumienie. nie uruchamia się bardzo daleko od powierzchni Ziemi, dotrą do 90 km wysokości. Odsetki do geofizyków gigantyczny dysz, aby dopasować ich wielkość, ponieważ te zrzuty zrobić „nonstop lot” z troposfery do jonosfery bezpośrednio. Jednak istnieją bardzo rzadkie, a ich niezawodność zarejestrowanym nie więcej niż kilkanaście razy. Jednocześnie żyją w ułamku sekundy, że w zasadzie pozwala zobaczyć je gołym okiem.

Teoria dysz sprawia, że ​​tylko pierwsze kroki. Nie jest jasne, nawet to, co wydaje się być zjawisko. Jeśli ze swej natury są one zbliżone do świetlnego kanale pioruna w fazie rozwoju, staje się jasne, dlaczego narodziny strumienia nie jest związany z piorunem: on - piorun. Ale, być może bardziej bliski rozładowania analogia jest w chmurze burzowej, która doprowadza energię kanału pioruna. W tym przypadku, aby zrozumieć charakter strumieni będzie jeszcze trudniejsza, ponieważ teoria takich wyładowań jest w początkowym stadium rozwoju.

Czerwone skrzaty poświęcona jest największej liczby obserwacji i publikacji. To jest prawdziwa gwiazda pop wśród dużych wysokościach wyładowań atmosferycznych. Czasami wydaje się, że zainteresowanie nimi jako przegrzany jako popularnego piosenkarza. Jak oni zasługują na to uwagę? Sprawa jest prawdopodobne, że są one łatwe do zaobserwowania (jeśli, oczywiście, wiem, że jest to możliwe). Każdego dnia na całym świecie rodzą się tysiące duchy, i to jest niesamowite, że są one tak długo nie zauważy.

Skrzaty - bardzo jasny błysk objętość występujących na wysokości 70-90 km i schodzimy w dół do 30-40 kilometrów, a czasem więcej. W górnej części ich szerokości czasami sięga dziesiątków kilometrów. Są to większość wyładowań o dużej wysokości. Jak elfy, skrzaty polegają na bezpośredniej relacji z piorunem, ale nie wszystkie. Większość uderzenia pioruna w części chmury, która jest ujemnie naładowany (to jest w przybliżeniu znajduje się bliżej ziemi). Ale 10% z piorunami osiągnięciu ziemi, zacząć od regionu ładunku dodatnim, a ponieważ głównym obszarem pozytywnego miejscu ładowania jest większa niż ujemna, pozytywnej potężny piorun. Uważa się, że takie silne wyładowania generować ikonek Mesospheric błysku w około jednej setnej sekundy po klasie „chmurze - Teren” rozładowania.

Red-fioletowy kolor skrzaty, jak elfy, związany z azotu atmosferycznego. Górna część ikonki świeci w sposób jednolity, lecz poniżej 70 km rozładowania jako przeplecione setki metrów kanału grubości. Ich struktura - najbardziej interesujące dla badania określonego ikonki. Kanały zwane serpentyny przez analogię ze znanymi rozładowanie igieł mają ostre krawędzie obiektów sztormowej pogody i wysokonapięciowych przewodów. Jednakże, grubość ziemskie streamers kolejność milimetra i sprajt 100 000 razy więcej. Nie jest jasne, dlaczego średnica serpentyny tyle wzrosła - o wiele szybciej niż upadkiem z wysokości ciśnienia powietrza.

Halo - jednolity czerwonawo-fioletowa poświata na wysokości około 80 kilometrów. Powodem rozładowania, prawdopodobnie jest taka sama jak w górnej części ikonek, lecz w przeciwieństwie do nich, halo jest zawsze tuż nad błyskawicy. Sprites pozwalają również sobie swobodę być gdzieś z boku. Jest widocznie jakiś związek między duchy i halo, ale jego mechanizm jest wciąż niejasna. Następnie pojawiają się razem, oddzielnie. Może halo i duszki mieć górną część, w której pole elektryczne nie jest wystarczające do rozprzestrzeniania się w wyładowania gęstszy niższy powietrza.

Według mapy geograficznej burz najlepsza okazja, aby zobaczyć skrzaty mają mieszkańców równikowych i tropikalnych strefach globu. Jest w tej dziedzinie dzieje się 78% wszystkich sztormów. Rosyjski mieszkańcy mogą również oglądać ikonek. Burze szczyt w naszym kraju jest w lipcu-sierpniu. To właśnie w tym czasie, amatorskie astronomowie mogą zobaczyć takie piękne rzeczy jak duchy.

Według American Repertory obserwacji ikonek oraz gigantycznych dysz, aby zobaczyć ikonek, obserwator musi znajdować się w odległości około 100 kilometrów od epicentrum burzy. W celu obserwacji dysze, powinien przynieść optykę na 30-35 stopni w kierunku obszaru burzy. Wtedy będzie mógł oglądać część jonosferze na wysokości 50 kilometrów, jest to obszar, najczęściej pojawiają się dysze. Obserwować ikonek powinien przynieść lornetki pod kątem 45-50 stopni, co odpowiada powierzchni nieba na wysokości około 80 km - miejsce, w którym urodził ikonek.

Dla lepszego i bardziej szczegółowej analizy duszków, strumieniami, a jeszcze elfy, widz lepiej jest użyć specjalnego sprzętu wideo, który pozwoli błysk niebieskiego w szczegółach. Najbardziej udany czas na polowanie na duchy w Rosji - w okresie od połowy lipca do połowy avgusta.Interesnye faktów

Skrzaty, jak błyskawica, znajdują się nie tylko na Ziemi, ale na innych planetach układu słonecznego. Przypuszczalnie to skrzaty były rejestrowane za pomocą urządzeń badawczych przestrzeń podczas silnych sztormów na Wenus, Saturna i Jowisza.

Duszki i elfy pojawiają się na tak dużej wysokości, ze względu na silne jonizacji powietrza pyłem galaktyczny. Na wysokości 80 kilometrów nad przewodzenia prądu w dziesięciu miliardów razy wyższe niż w powierzchniowych warstwach atmosfery.

Nazwa „duszki” pochodzi od nazwy duchów leśnych, o których mowa w komedii Williama Szekspira „Sen nocy letniej”.

Skrzaty były znane ludzkości na długo przed 1989 r. Ludzie wyrażone różne hipotezy dotyczące natury kosztem tego zjawiska, w tym fakt, że miga są obcy statek kosmiczny. Dopiero Jan Winkler udało się sfotografować sprite'ów w jonosferze, naukowcy wykazali, że mają one pochodzenie elektrycznego.

skrzaty kolorów, strumienie i elfy różni się od wysokości, na jakiej występują. Fakt, że w atmosferze prawie ziem przyjąć powietrza, natomiast w górnej jonosfery wysokim stężeniem azotu. Powietrze jest niebieski i biały płomień, azot - czerwony. Z tego powodu, dysze, które są poniżej sprites są przeważnie niebieskie, podczas gdy sami duchy i wyższe, elfy - czerwonawy odcień.

Oto film z bardzo rzadkiego zjawiska - wschodząca Błyskawicy: