美國國家航空和宇宙航行局:曾幾何時在雷雨中

由雷暴引發(fā)的高空大氣現(xiàn)象,包括地面伽馬射線閃光和瞬態(tài)發(fā)光排放(TLE)珊搀,包括雷暴頂部的藍色瞥見,藍色噴氣尾菇,巨大噴氣境析,光環(huán)和精靈的放電

地球高層大氣中的雷暴仍然是一個謎∨晌埽科學家不能直接用儀器接觸他們; 它們對于氣球來說太高而對于氣象衛(wèi)星來說太低劳淆。即使在冒險者的名單上,通過雷暴飛行或在等待著山頂?shù)穆稜I通常排名很低默赂。

國際空間站上的一項調(diào)查已經(jīng)開始救援沛鸵。歐洲航天局(ESA)大氣 - 空間相互作用監(jiān)視器(ASIM)是一套光學相機,光度計和安裝在歐空局哥倫布模塊外的大型X射線和伽馬射線探測器缆八。至少兩年后谒臼,它將觀測到上層大氣雷雨天氣的放電- 平流層和中間層 - 直至電離層,即太空邊緣耀里。這個地球觀測設施可以研究嚴重的雷暴及其在地球大氣和氣候中的作用蜈缤。

被稱為瞬間發(fā)光事件的高空大氣閃電包括名字源自童話故事的多彩現(xiàn)象:精靈,精靈和巨人冯挎。

空間站為這個調(diào)查提供了一個理想的觀測平臺底哥,原因有幾個。它的低地球軌道使觀測盡可能接近這些高層大氣現(xiàn)象房官。該電臺的軌道也提供幾乎完整的熱帶和亞熱帶地區(qū)覆蓋趾徽,其中大部分難以進入,但也是雷暴最強烈的地方翰守。最后孵奶,觀測是在大氣中吸收的光帶中進行的,因此不能用于地面觀測蜡峰。

從空間站看到的雷暴了袁。

精靈是中間層電擊穿造成的閃光朗恳。藍色射流是通過平流層向上傳播的閃電放電,而精靈則是由電離層底部邊緣的電磁脈沖引起的同心環(huán)發(fā)射载绿。巨人是巨大的放電粥诫,造成從雷暴頂部到底部電離層的大氣電擊穿。地面伽馬射線閃光是雷暴頂部產(chǎn)生的閃光現(xiàn)象崭庸。有證據(jù)表明怀浆,失控電子放電引起了這些現(xiàn)象中的一些。

在20世紀20年代怕享,英國科學家CTR威爾遜因云室的工作獲得了諾貝爾獎执赡,使得宇宙射線和X射線的電離輻射可見。他預測函筋,放電可能發(fā)生在中間層的雷暴之上搀玖,而雷暴電場可以將電子加速到相對論能量。儀器不夠敏感驻呐,直到1993年才提供明確的答案灌诅,然而,從美國宇航局康普頓伽馬射線觀測站觀測到雷暴的X射線閃爍含末。

1990年猜拾,第一次觀察到一個精靈被記錄下來,此后地面和飛機觀測發(fā)現(xiàn)雷暴以上有大量的放電佣盒,低軌道的太空船觀測到了X射線和伽馬射線輻射挎袜。

從空間站看到的藍色噴氣飛機向上飛行30公里以上進入平流層

ASIM代表了對這些超高海拔地區(qū)的難以觀察的全球性全球調(diào)查,以幫助確定他們的物理學以及它們與雷電的關系肥惭。調(diào)查還研究高空云的形成盯仪,并確定哪些特征使雷暴有效干擾高空大氣。該研究提高了對雷暴對地球大氣影響的認識蜜葱,并有助于改善大氣模式和氣象和氣候預測全景。

丹麥技術大學國家空間研究所的主要研究人員Torsten Neubert說:“高空觀測使我們能夠研究這些事件而不會產(chǎn)生模糊的云層∏6冢” “通過ASIM爸黄,我們將更好地了解高層大氣閃電的復雜過程,雖然這些閃電具有不同的形式揭鳞,但它們也是普通閃電的元素炕贵,這種認識可以改進探測普通閃電的技術∫俺纾”

調(diào)查還有助于澄清雷暴對大氣称开,電離層和輻射帶的影響,并將監(jiān)測地球環(huán)境中流星的涌入及其對大氣的影響乓梨。例如鳖轰,雷暴云頂部的藍色射流改變了溫室氣體的濃度清酥,另一種方式是雷暴會影響平流層。

排放物的類型及其結(jié)構(gòu)有助于科學家更好地了解它們發(fā)生的大氣結(jié)構(gòu)以及雷電電池的結(jié)構(gòu)脆霎。

“我們將更多地了解雷暴云和更多平流層和中間層的細微結(jié)構(gòu),其中很少有人知道狈惫,”Neubert說睛蛛。根據(jù)歐空局宇航員Andreas Mogensen 在2015年從空間站拍攝的視頻,科學家們已經(jīng)更多地了解了什么類型的云創(chuàng)造了這樣的活動胧谈,并且雷電來自海拔約為10.5英里(17公里)的云層忆肾。“這是第一次記錄雷云頂部活躍的可靠科學結(jié)果菱肖,”他補充說客冈。

ASIM觀測還提高了對沙塵暴,城市污染物稳强,森林火災和火山對云的形成和電氣化的影響以及眼壁閃電活動與雷暴加劇的關系的理解场仲。這可以幫助我們從此過上更加快樂的生活。


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