Każdy z nas nie raz widział burze z piorunami i głośnymi grzmotami. Mimo że zdarzają się dość często, to wciąż nie wiemy wszystkiego o tym zjawisku pogodowym. Zainstalowane kilka lat temu na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej obserwatorium zarejestrowało niewidoczne z Ziemi wyładowania atmosferyczne powstające nad chmurami i uderzające nie w Ziemię, a w górę, w niebo. Obserwatorium zarejestrowało też kilka innych słabo poznanych zjawisk pogodowych.

Niebieskie dżety, elfy, czerwone duszki – te nieco dziwnie brzmiące nazwy określają zjawiska pogodowe towarzyszące burzom, których normalnie nie obserwujemy, bo zasłaniają nam je chmury. Ale z kosmosu są one doskonale widoczne. Badaniem tych zjawisk zajmuje się Obserwatorium European Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM), zainstalowane na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej dwa lata temu. Teraz naukowcy opublikowali na łamach „Nature” wyniki pierwszych obserwacji z wykorzystaniem obserwatorium.

Obserwacje burz z kosmosu

Patrząc na pogodę na Ziemi z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, znajdującej się około 400 kilometrów nad powierzchnią, mamy zupełnie inną perspektywę, która, jak się okazuje, rzuca nowe światło na zjawiska pogodowe i ich charakterystykę.

Obserwatorium ASIM posiada całą kolekcję kamer optycznych i fotometrów. Ma też detektor promieniowania rentgenowskiego i promieniowania gamma. Przyrządy te zostały wyniesiono w przestrzeń kosmiczną, by obserwować i badać wyładowania elektryczne, które zachodzą ponad chmurami burzowymi, w górnych warstwach atmosfery.

Zjawiska te są niemal niemożliwe do wykrycia z Ziemi, ponieważ wyładowania elektryczne, na które od lat polują naukowcy, powstają na wierzchołkach chmur burzowych. Ale z kosmosu badacze mogą bez przeszkód spojrzeć z góry na ten spektakl.

Niebieskie dżety

Uczeni na łamach „Nature” opisali obserwację pięciu intensywnych niebieskich błysków na szczytach chmur, z których jeden wygenerował tzw. niebieski dżet (z j. ang. blue jet) do stratosfery. Zjawiska te zostały zarejestrowane w lutym 2019 roku.

Niebieski dżet to forma błyskawicy, która bije z chmur burzowych nie w Ziemię, ale w górę, w niebo. Dżety te mają kształt wąskiego stożka i mogą dotrzeć nawet na wysokość 50 kilometrów. Obserwowany przez badaczy niebieski dżet dotarł na wysokość 52 km. To pierwsze dokładne obserwacje tych zjawisk.

Obserwacje podobnych błysków są trudne, bo te trwają mniej niż sekundę. Jednak ASIM udało się zarejestrować pięć takich błysków, z których każdy trwał około 10 do 20 mikrosekund. Zjawisko to miało miejsce podczas burzy w pobliżu wyspy Naru na Oceanie Spokojnym.

Według naukowców, niebieskie dżety pojawiają się, gdy dodatnio naładowany górny obszar chmury oddziałuje z ujemnie naładowaną granicą między chmurą a powietrzem powyżej. Jednak właściwości niebieskich dżetów i wysokość, na jaką mogą docierać, są słabo poznane, ledwie uczeni zaczęli je badać.

Elfy i duszki

Naukowcy zauważyli też, że cztery z błysków poprzedzających niebieski dżet nastąpiły wraz z niewielkim impulsem światła ultrafioletowego. Uczeni nazwali te zjawiska elfami (Elves – Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources).

Elfy to emisje światła, które pojawiają się jako szybko wznoszące się i rozszerzające pierścienie sięgające dolnych warstw jonosfery. Jak wskazują naukowcy, elfy pojawiają się, gdy fale radiowe przepychają elektrony przez jonosferę, powodując ich przyspieszanie i zderzanie się z innymi naładowanymi cząstkami, uwalniając energię w postaci światła. Zjawiska te trwają równie krótko co niebieskie dżety.

Poza elfami i niebieskimi dżetami, w publikacji pojawiły się też inne, dziwnie brzmiące nazwy. Chociażby takie czerwone duszki (z j. ang. sprites). Naukowcy nazwali tak zjawisko czerwonawego rozbłysku światła, które występuje wysoko nad komórką burzową. Ma zróżnicowane kształty i towarzyszy elfom i niebieskim dżetom.

Uchwycenie tych zjawisk za pomocą bardzo czułych instrumentów ASIM ma kluczowe znaczenie dla naukowców badających systemy pogodowe na Ziemi. Obserwacje dostarczają wskazówek co do tego, w jaki sposób błyskawice są inicjowane w chmurach. Badacze uważają, że te zjawiska mogą wpływać na stężenie gazów cieplarnianych w ziemskiej atmosferze, raz jeszcze podkreślając, jak ważne jest dokładne ustalenie, co dzieje się nad naszymi głowami.

– Publikacja ta jest imponującym podkreśleniem wielu nieznanych zjawisk, które ASIM obserwuje ponad burzami. Pokazuje też, że wciąż mamy wiele do odkrycia i nauczenia się. Gratulujemy wszystkim naukowcom i zespołom uniwersyteckim, którym to się udało, a także inżynierom, którzy zbudowali obserwatorium oraz zespołom wsparcia naziemnego ASIM – ta prawdziwa międzynarodowa współpraca doprowadziła do tych niesamowitych odkryć – powiedział Astrid Orr z Europejskiej Agencji Kosmicznej.

 

 

ŹródłoESA, Phys.org
3.5 8 votes
Article Rating