什么是精灵闪电 精灵闪电是怎么形成的

2015-09-09 21:23  来源:www.lieqie001.com  编辑:admin  已有()人围观
导读: 精灵闪电是在距离地面30到50英里的大气层中存在向上闪电现象。它在空中出现的时间不到三十分之一秒,有如鬼魅一般难以捉摸。.........

什么是精灵闪电


精灵闪电是在距离地面30到50英里的大气层中存在向上闪电现象。它在空中出现的时间不到三十分之一秒,有如鬼魅一般难以捉摸。

“精灵”闪电(即向上的闪电):

几十年前,科学家们发现在距离地面30到50英里(约为48.3到80.1公里)的大气层中存在向上闪电现象,并将之称为“精灵”闪电。中高层大气闪电或中高层大气放电指的是一系列特殊的大气放电现象,这种放电发生的地方要远比正常闪电发生处为高。


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精灵闪电


不过,因为这种放电现象缺少与对流层闪电的共通性,所以它们又被称为瞬态发光现象(TLEs,Transient Luminous Events)。

TLEs包括红电光闪灵,蓝色喷流,巨型喷流以及极低频率辐射。早在20世纪20年代,苏格兰物理学家查尔斯·威耳逊就曾预言过,在雷雨云之上的高层大气中也会出现放电现象。

但一直到1989年7月6日,明尼苏达大学的科学家才取得直接的观察证据。

几年后,这种现象被阿拉斯加大学的科学家命名为“闪灵”,以避免其他名称对当时所知不多的这种现象可能产生的误解。

红电光闪灵术语“红色精灵”和“蓝色喷流”在1994年的航拍实验视频播放后才为公众所熟知。


巨型喷流


2001年9月14日,阿雷西博天文台拍下了一个长达70公里的巨大喷流——比一般喷流的两倍还要长。

该喷流发生在海洋上空一块积雨云的顶部,持续了不到一秒。喷流开始时像普通喷流般以50,000米每秒的速度上行,其后突然分成两股并加速到250,000米每秒,到达电离层化作绚烂的闪光。2002年7月22日,台湾在南中国海观察到了5个长度在60~70公里之间的巨型喷流,并发表在了《自然》杂志上。

这些喷流只持续了不到一秒,研究者描述其形状像大树与胡萝卜。


蓝色喷流



蓝色喷流(Blue jets)通常呈细锥形,从积雨云的顶端一直延伸到离地面40~50公里的电离层。

不像红色精灵,蓝色喷流并非直接由闪电引起(但它们似乎与雷暴中的强冰雹现象有关)。它们比红色精灵要亮。

其蓝色可能是来自氮气分子的发射光谱。蓝色喷流在1989年10月21日由一艘经过澳大利亚上空的航天飞机初次观测到。

蓝色喷流要比精灵稀少的多。

到2007年为止,学界只有不到100张关于蓝色喷流的照片。这些照片绝大多数都是在1994年阿拉斯加大学对红色精灵的一次研究中拍摄的。


蓝色启辉器


蓝色启辉器(Blue starters)首次发现在一段研究雷暴的夜间飞行记录的视频中,它被描述成“一种与蓝色喷流紧密相关的上行发光现象。”

它们要比一般的蓝色喷流来得更亮但却更短,长度通常不足20公里。一位研究有关项目的电机工程专家维克多·P·帕斯科(Victor P. Pasko)博士描述道:“蓝色启辉器就像是没长大的蓝色喷流。”


红电光闪灵


红电光闪灵(Sprites)是一种发生在积雨云之上的大规模放电现象,其大小形态变化很大。这种现象是由云层与地面间的正闪电引起的。

红电光闪灵通常呈红橙色,下部为卷须状,上部则有弧形枝状结构,有时其顶端还会出现淡红光晕。该现象通常成簇发生在离地面80~145公里的高空。

红电光闪灵在1989年7月6日首次被明尼苏达大学的科学家拍摄下来,其后在世界各地都观察到了这种现象。红电光闪灵还被认为是很多发生在高海拔上的飞机无端故障的元凶。


画面捕捉


据国外媒体报道,来自英国的业余天文爱好者在本周二拍摄到一束罕见的闪电,在雷暴云上方存在神秘的“红色精灵”和“蓝色喷流”闪电,拍摄的位置位于约克郡以东,

此前英国地区并没有有关类此闪电的记录,显然本次发现的罕见闪电也是北海地区出现的雷暴云“向上放电”现象。

报道中提到,捕捉到这一罕见自然现象的摄影师名叫Richard Kacerek,现年33岁。由于,英国之前还从未有过关于“精灵”闪电的观测记录,所以Richard Kacerek也顺理成章的成了第一个在英伦三岛上空拍摄到“精灵”闪电的人。

与传统的雷暴云闪电向下放电不同,“精灵”闪电却是向上放电,属于中高层大气与云之间的放电现象,通常距离地面大约数十公里的高度,但科学家对其形成机制并不十分了解。

从外形上看,“精灵”闪电酷似树状结构,上端结构较大,下段呈现条须状,在夜空中会形成不同的视觉形状。

对于此次拍摄到“精灵”闪电一事,

Richard Kacerek表示天文学是自己的一个爱好,捕捉到罕见的“精灵”闪电实属意外,

但这也是一个很意义的事件。事实上,英国流星观测网的一些爱好者之前也时常观测罕见的“精灵”闪电,而此次由Richard Kacerek所拍摄的照片更是引发了科学家对神秘的上行闪电现象的兴趣。

来自巴斯大学的研究人员Fullekrug博士已经开展了多项针对“精灵”闪电的调查,他认为“精灵”闪电属于特殊的放电现象,在北海地区也是一个罕见的例子,根据英国气象局探测网监视报告,这时段的雷暴天气伴随着冰雹和阵风。

众所周知,闪电的形成需要云层和地面之间的电势差,当电压足够强时就击穿空气形成闪电,太空中是否具备形成闪电的条件呢,法国和欧洲航天局计划在2005年调查神秘的“精灵”闪电Fullekrug博士认为民间的业余爱好者可以在其中发挥重大作用,业余时间的观测有机会拍摄到此类闪电。


太空鸟瞰


1.国际空间站宇航员从将近400公里的高度拍摄雷暴云闪电

腾讯科学讯(Everett/编译)据国外媒体报道,本周早些时候,国际空间站宇航员卡伦尼伯格从将近400公里高度的轨道上拍摄到地球上的景色,显示暴风雨天气中出现的耀眼闪电,

但是这些闪电有着别样的特点,一般情况下,闪电出现在云层与地面之间,宇航员拍摄的闪电则是“上行”闪电,从云层往太空方向释放能量,酷似云层中发生的“爆炸”。位于加州洛杉矶和圣迭戈市的暴风雨中出现强大的闪电,通过美国宇航局的公布的图像,可以清楚地看到白色脉冲能量释放过程。

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2. 宇航员卡伦L.尼伯格试图拍摄到西非和亚洲风暴云上端的“精灵”闪电

美国宇航局宇航员卡伦L.尼伯格从国际空间站上试图对西非、亚洲的风暴云进行观测,试图捕捉到神秘的“精灵”闪电,其形成于大规模发电现象发生在风暴云上端,因此从国际空间站上对风暴云进行观测是一个很好的机会。

神秘的“精灵”闪电可发生在50英里的高度上,红色“火焰”有时可突破更高的高度,观测中宇航员发现在马来西亚的雷暴云上空出现了红色精灵闪电,大约为6英里宽。

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3.国际空间站是个观测地球风暴云的极佳平台国际空间站对风暴云的观测结果在本周早些时候公布,拍摄图像的宇航员名为卡伦L.尼伯格,今年43岁,是第50位进入太空的女性,在远征机组中担任国际空间站的飞行工程师,本次轮换任务由远征36机组执行。她的家庭中还有一位美国宇航局的宇航员,名为道格拉斯·赫利。

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4.地球上的闪电如同“灯火表演”本周早些时候,英国约克郡以东的业余天文学家拍摄到神秘的“精灵”闪电,这也是首次在英伦三岛上空拍摄到“上行”闪电的踪影,科学家认为“精灵”闪电有着特殊的能量释放通道,有别于传统的闪电,多数飞行在雷暴云上方的客机出现不明故障,有研究认为这是“精灵”闪电所致。

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5.闪电可在极短的时间内释放出强大能量

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6.强烈的闪光从云层中“透射”出来

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