Новое фото красного спрайта над Небраской (США)

    12 августа стал еще одним успешным днем по исследованию спрайтов — загадочных оптических вспышек, которые иногда возникают над скоплениями грозовых облаков на высотах от 30 до 90 км.
     В этот день Джейсон Орнс, аспирант из Университета Аляски, с командой исследователей из Национального центра США по атмосферным исследованиям, в очередной раз летал над Средним Западом США на борту самолета «Гольфстрим-V» в поисках высокоатмосферных оптико-электрических явлений (TLEs). Когда установленные на борту камеры фотографировали грозы над Небраской, внезапно появились эти шесть спрайтов, красные вверху и фиолетовые внизу. Для фиксации спрайтов американские исследователи применили высокотехнологичные камеры с частотой срабатывания затвора 10 000 кадров в секунду и усилителем яркости.

Смерч из "ничего"

    Весьма необычный смерч наблюдался вчера, 19 августа в Костромской обл. Обратите внимание, что облако, из которого появилась воронка не является кучево-дождевым (КДО), а представляет собой слоисто-кучевое, образованное из кучевого (на латыне Stratocumulus cumulogenitus), растёкшее в подинверсионном слое. В таких облаках нету ничего необычно, формируются в условиях устойчивого состояния атмосферы, когда обычные кучевые облака расплываются из-за нехватки энергии для дальнейшего роста. И сам факт того, данная форма облака породила вихрь, вызывает удивление, поскольку идёт вразрез с общепринятой концепцией возникновения смерчей. Спутниковый снимок подтверждает факт возникновения воронки не под КДО (красной точкой отмечено место появления вихря).

ССЫЛКА НА ВИДЕОЗАПИСЬ

Первое фото смерча

    Самое первое в мире фото смерча было получено 26 апреля 1884 года в округе Андерсон, штат Канзас. В тот день в 17:30 по местному времени фермер A.A. Adams успел сфотографировать бичеподобный смерч (rope-type tornado), который проходил около небольшой деревушки Вестфалия (Westphalia).

"Дырявые" облака - Fallstreak hole

В редких случаях, в достаточно однородном поле высоко-кучевых или перисто-кучевых облаков, можно наблюдать просветы с ровными краями в виде круга или овала, в центре которых заметные тонкие полосы падения кристалликов льда в виде нитей, похожих на скопление паутинок. Такое явление назвали «дырявыми» облаками (fallstreak hole или punch hole cloud). Несмотря на столь причудливый внешний вид, процесс формирования данной облачности весьма прост.

Высоко-кучевые и перисто-кучевые облака состоят из мельчайших капелек переохлаждённой воды, температура которой может достигать -30...-35 °С и являются гомогенными. Однако, если внести ледяную фазу в такое капельное облако, то окажется, что по отношению к поверхности льда, водяного пара в окружающей среде выявится больше, чем его должно быть. Поэтому, начинается конденсация пара на лёд, что вызывает испарение жидких капель. Такая фазовая перегонка, или переконденсация, называется процессом Бержерона — Финдайзена. Данный процесс  проходит лавинообразно с постепенным нарастанием скорости и интенсивности. Получается, что относительная влажность падает менее 100%, и облако в том месте начинает рассеиваться за счёт испарения. Ну а замёрзшая вода, которая ранее была заключена в виде пара, теперь выпадает в виде снежинок в центральной части дыры, формируя полосы падения в виде нитей или паутинок.

Но что же служит источником появления ядер кристаллизации в первоначально однородном облаке? Чаще всего наблюдается спонтанное образование ядер кристаллизации, но существует теория, согласно которой, к этому явлению имеют прямое отношение самолёты, которые являются поставщиками таких ядер.  В любом случае, эти облака не привязаны к конкретным географическим местам, и их можно увидеть в любой точке Земли, главное, чтобы сложились необходимые для их образования условия.

Transient Luminous Events (TLEs)

    Грозы и грозовая деятельность интересовали человечество во все времена. С давних пор люди боялись и поклонялись грозам, связывали с ними отдельные религии. Примерно в начале XVII века грозами начинают активно интересоваться учёные. В нашей стране это были великий Михаил Ломоносов и его напарник по фамилии Рихман. В Англии – знаменитый Бенджамин Франклин. С тех пор было сделано множество открытий и изобретено большое количество приборов, которые позволяют избежать разрушений при ударе молнии и изучить мельчайшие подробности возникновения разряда. Однако, пристальные взгляды учёных до сих пор прикованы к этому удивительному явлению. Проводилось множество исследований на темы, связанные с возникновением и распространением молниевого разряда, а также на темы, связанные с защитой зданий и сооружений от прямых ударов молнии.
     Казалось, что исследований было проведено столько, что о физических процессах удара молнии и о грозовом электричестве в целом, мы знаем всё или почти всё. Однако, в 1989 году с помощью ИСЗ было случайно обнаружено явление, которое перевернуло представление о грозах вообще и о молниях в частности. Как оказалось позднее, грозовые облака – намного более мощные источники энергии, чем представлялось ранее.
     В 1989 г. группа учёных из Миннесотского университета в Миннеаполисе (США) наблюдала за развитием одиночных штормов (внутримассовых конвективных грозовых ячеек) с помощью высокочувствительной телевизионной аппаратуры. Сверхчувствительная видеокамера, направленная на грозовое облако в районе озера Верхнее, зафиксировала кратковременные вспышки, продолжительностью около 30 мс, которые распространялись от верхушки облака на высоту до 65 км. Это явление было названо спрайтом. С тех пор фиксировались и другие подобные явления – синие джетты, эльфы, гномы, тролли. Красные спрайты, синие джетты и эльфы – это атмосферные оптико-электрические явления, наблюдающиеся над облаками в верхних слоях атмосферы (стратосфере, мезосфере и термосфере) во время грозовой деятельности у поверхности земли. Эти оптико-электрические явления учёные назвали «Переходными люминесцентными явлениями» (Transient luminous events – TLEs).
     После того, как в 1989 году были получены первые изображения спрайтов, в 1990-х годах начались космические исследования (Космическая обсерватория по наблюдению за молниями – Space Shuttl Observations of lightning, NASA), которые особенно ценны и дают возможность наблюдать за этими явлениями «сверху». С тех пор было получено множество видеоматериалов, позволяющих изучать динамику и природу этих вспышек.
    Также проводились наблюдения с самолётов. Необходимо отметить, что именно при наблюдении спрайтов с самолёта в 1995 году были открыты голубые джеты (blue jets) – похожие по структуре на спрайты вспышки синеватого цвета. Это явление также ни разу не наблюдалось ранее.
  Далее будет более подробно рассмотрены различные высокоатмосферные вспышки, имеющие различные характеристики и свойства, однако одинаковую природу происхождения.
ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ