Geheimnisvolle Blitz gefangen in High-Speed-Videos in 3D

Geheimnisvolle "Sprites" und "Elfen" Tanz hoch in die Erdatmosphäre – aber das sind keine Fabelwesen, sind sie Festplatten, Globen und Ranken des Lichts durch Blitzschlag zu vermeiden.

Jetzt haben Wissenschaftler zum ersten Mal 3D Bilder von diesen Rätseln, die beleuchten könnten ihren Ursprung und ob sie Einfluss auf das Klima der Erde.

Sprites und Elfen sind beide rötlich, ultra-schnelle Ausbrüche von Strom hell genug, um tagsüber zu sehen. Sprites sind Quallen-förmig, beginnend als Lichtbälle, dass Strom abwärts, während Elfen ringförmige Halos sind. Sie sind in der Nähe von den Rand des Weltraums, hoch über den Wolken in Höhen von etwa 50 Meilen (80 Kilometer) geboren.

Wissenschaftler erfasst zunächst Bilder von Sprites und Elfen tanzen über Gewitter in den späten 80er und frühen 90er Jahren. Piloten tatsächlich sah, wie sie Jahrzehnte früher, aber da sie so schnell ein-und Existenz flackern, "kein Pilot war bereit zu erkennen, sie zu sehen, oben bis dann, da sie dachten, dass es auf ihren Geisteszustand in Zweifel gezogen würde", sagte Forscher Hans Stenbaek-Nielsen von der Universität von Alaska in Fairbanks. "Wenn Sie blinken, Sie sehen sie nicht... sie in der Größenordnung von 10 Millisekunden dauern."

Jetzt haben Wissenschaftler mit ein paar Flugzeuge, High-Speed-, 3D Bilder von Sprites und Elfen aufgenommen. [Sehen Sie das Video hier.]

"Wir haben eines der besten Aufnahmen von Sprites in der Welt", sagte Forscher Yukihiro Takahashi, der Hokkaido Universität in Sapporo, Japan, der die Forschung präsentiert auf der Jahrestagung der American Geophysical Union (5 Dez) gestern.

Bis in den Himmel

Die Flugzeuge flogen aus Colorado vom 27. Juni bis 10. Juli über den Westen der Vereinigten Staaten in einer Höhe von etwa 45.000 Fuß (13.700 m). Mitarbeiter vor Ort informieren sie darüber, wo Gewitter über das Land auftauchen könnte.

Das Flugzeug wurden durch einen Abstand von etwa 12 Meilen (20 km), bei High-Speed-video Preise von 10.000 Bildern pro Sekunde getrennt Aufnahme der Rätsel aus einer Entfernung von etwa 180 Meilen (300 km). Ziel war es, sie aus zwei verschiedenen Blickwinkeln, 3D Bilder erstellen zu beobachten, so wie wir die Welt in drei Dimensionen mit zwei Augen sehen. Die daraus resultierenden Bilder machen die Lichter "schauen, wie sie auf Armeslänge sind", sagte Stenbaek-Nielsen.

Die Wissenschaftler hoffen, dass ein besseres Verständnis für die dreidimensionale Struktur der diese Rätsel beleuchten könnte wie sie bilden.

"Wir noch nicht wissen warum Sprites haben so viele Streamer Strukturen", sagte Takahashi.

Blitz-Verbindung

Der führenden Täter dachte, Elfen und Sprites zu verursachen ist positiv geladen, Blitz, welche Konten für etwa 10 Prozent aller Blitze auf den Boden. Da dieser Blitz die Wolken positive Ladung fließt, "die Wolken am Ende negativ geladen,", sagte Forscher Matthew McHarg, Direktor des Space Physics and Atmospheric Research Center an der U.S. Air Force Academy in Colorado.

Diese negative Ladung in den Wolken führt ein elektrisches Feld zwischen ihnen und der oberen atmosphärischen Schicht über ihnen bekannt als die Ionosphäre aufzubauen. Wenn dieses elektrische Feld stark genug, Sprites und Elfen offenbar wird auftreten. Bilder zeigen, dass Elfen kommen zuerst, dann eine ringartige Halo-Struktur, gefolgt von Sprites, obwohl Sprites Verformung ohne Halos oder Elfen auch gesehen wurden.

Es ungewiss bleibt, was die Bedeutung von Sprites, sagte Stenbaek-Nielsen. "Sind sie wie der Regenbogen – schön anzuschauen, aber keine weitere Bedeutung?"

Hitzige Debatte

Es gibt viel hitzige Debatte, ob Sprites und Elfen verbinden Weltraumwetter beeinflussen die obere Atmosphäre mit der unteren Atmosphäre, was, der wir am besten vertraut sind. Z. B. möglicherweise Sprites und Elfen chemische Wirkungen beeinflussen Klima durch die Generierung von Verbindungen wie Stickoxide. "In diesem Fall würden sie einen Effekt auf die Ozonschicht haben und dann direkt auf das Klima und die Umwelt" Stenbaek-Nielsen sagte.

In Zukunft möchte die Forscher Rekord Sprites mit noch höherer Geschwindigkeit Video von etwa 35.000 Bildern pro Sekunde. "Auf diese Weise wir sehen können die Streamer-Tipps teilen und vielleicht erfahren, was sie teilen," sagte McHarg. "Wir konnten neue Physik sehen."

Die Enden der Streamer von Sprites können bis zu acht bis 10 Filialen, unterteilen Stenbaek-Nielsen sagte. Im Vergleich dazu bekommen Laborexperimenten Nachahmung solcher elektrischen platzt nur zwei oder drei Abspaltungen. Energieversorgungsunternehmen sind besonders neugierig auf elektrische Entladungen, fügte er hinzu – diese Ausbrüche können Einfluss auf ihre Ausrüstung und Personal.

"In Höhenlagen von 75 bis 80 Kilometern (45 bis 50 Meilen), der Druck ist stark reduziert," McHarg sagte OurAmazingPlanet. "Die Frage ist, wenn Sie den Druck ändern aus, was es auf dem Boden, was es, dort oben ist, was passiert mit wie Blitz spaltet? Wir sind immer noch versuchen, herauszufinden."