В 1989 году были впервые сделаны фотографии «спрайтов» — редкого вида грозовых разрядов, бьющих в мезосфере и термосфере. Это явление тогда было зафиксировано абсолютно случайно — в ходе тестирования новой чувствительной камеры в объектив попала гроза. После просмотра записи ученые обнаружили в 30 км над облаками воронкообразные вспышки света, которые длились несколько миллисекунд. Уже после выяснилось, что на снимках со спутников можно найти десятки подобных вспышек разных цветов — красного (на высоте около 70 км, такой цвет дает азот) и синего (если вспышка происходит ближе к земле, где давление больше и выше количество кислорода).



Первое цветное изображение спрайта. © NASA/University of Alaska

Такие вспышки до сих пор крайне мало изучены — эти электрические разряды фиксируются на высоте от 50 до 100 км и порой достигают десятков километров. Их длительность — около 100 миллисекунд (0,1 сек), чем, возможно, объясняется относительно позднее открытие этого явления.



Фото молнии и спрайта с МКС. © NASA

Нинъюй Лю из Университета штата Флорида и его коллеги решили изучить такие разряды и создали модель вспышек, использовав данные наземных и воздушных наблюдений. Они сделали вывод, что спрайты возникают во время гроз, когда атмосферные гравитационные волны оказывают влияние на электрическое поле, расположенное над и под грозовыми облаками, передает «РИА Новости». Атмосферные гравитационные волны возникают, когда атмосферные фронты взаимодействуют с горными грядами или другими крупными природными объектами. В верхних слоях атмосферы эти волны вызывают сильные возмущения, которые влияют на электрическое поле вокруг грозовых облаков.



При определенных параметрах мощности и частоты колебаний они могут приводить к образованию вспышек — в особенности, если это возмущения небольших размеров и больших амплитуд. При больших размерах возмущений и низких колебаниях вероятность появления спрайтов снижается. По такому же принципу могут формироваться и другие световые явления в верхних слоях атмосферы, механизм появления которых пока не изучен.

Интересно, что спрайты чаще появляются группами, чем по одному, они «подвижны» и организованы по кругу. «Свечи» (вертикальные столбы в спрайтах) могут достигать 20 км в высоту, их диаметр может доходить до 70 км. Существуют не только спрайты — в мезосфере, термосфере и стратосфере также происходят вспышки, называемые синими струями, тайгерами и эльфами. Их цвет и форма зависят от высоты, а размеры могут быть огромными — из верхних слоев атмосферы до границы с космосом.

Изучение затруднено из-за больших высот, однако снимки с МКС позволят получить новую информацию, а в Национальном космическом центре Дании существует инструмент для таких исследований — Монитор атмосферно-космических взаимодействий (ASIM), который может быть задействован ЕКА.

Источник