最美丽的闪电现象对于人眼来说是不可见的。只有在太空中才能看到它们,而且只能在地球的中间大气层(中间层)之上才能看到。这里是最稀有的闪电现象,包括蓝色喷流和精灵。这些奇特的闪电形式不仅是视觉上的表演,还是复杂物理过程的凝结。我们将在接下来讨论这些现象。

蓝色喷流精灵的起源

蓝色喷流和精灵不是幻想故事中的人物,而是真实的自然现象。人们之所以能够看到它们,要归功于进入太空。这些罕见的画面是从距离地面400公里的欧洲大气空间相互作用监测台在国际空间站上拍摄的。

蓝色喷流是在高层大气中由于雷暴活动而产生的垂直光喷射。它是从雷暴云层中“射出”的明亮蓝色或紫色柱,高度可达80公里。这种现象持续时间不到一秒钟。

科学家认为,蓝色喷流的起源与常见的对流层闪电直接相关,并继续在这个方向上进行研究。喷流的颜色与氮分子的电离有关。

精灵是以盘状的发光脉冲为特征,是电子、无线电波和大气相互作用的结果。该名字来源于发光和非常低频扰动的缩写。这些锥体在电离层中迅速扩散,其直径可以达到400公里。

专家们计算出精灵发光机制与激发的氮分子辐射有关。这些分子受到电子的能量刺激,而电子的速度又受到下方暴风雨放电的影响而增加。

我们为什么需要了解高空闪电?

蓝色喷流和精灵闪电非常罕见,并且位于离地面非常高的位置,对科学家来说仍然是一个谜。毕竟,普通闪电的发生高度通常不超过16公里。

地球表面几乎无法看到这些罕见的高空闪电(因为到达高层大气的距离和难度)。例如,蓝色喷流的持续时间仅为几十毫秒。精灵在强烈风暴下方的高度达到约100公里,并持续时间仅为几毫秒。

国际空间站的数据帮助天气研究人员扩展了对高层大气层的认识,以及它们在气候过程中的作用。了解闪电是如何在云层中形成的,以及它们如何影响地球大气中温室气体的浓度。所有这些都需要专家们进行研究。

“毕竟,这个光学现象的列表还没有结束。在高层大气中,还有‘巨怪’、‘小精灵’、‘绿色幽灵’和‘精灵’等,是一个多彩效应的动物园。这些高空闪电现象统称为‘瞬时光发射现象’(TLE),它们是由电引发的发光等离子体的多样形式,”自然杂志这样评论道。