Mystiske jets of upside-down lyn er ægte, og vi har lige fået vores bedste look endnu

En række billeder, der viser en jetform over en Oklahoma-storm i 2018. (Chris Holmes)

En af de mest kraftfulde og fascinerende naturens kræfter er født af storme: store sprækker af lys, der skiller himlen, sender enorme mængder elektricitet ind i den omgivende atmosfære, revner ned i jorden, når den når den.

Eller det er sådan, vi typisk tænker på lyn .

Men fænomenet har kun en anden manifestation relativt nylig afsløret : nogle gange bryder det op fra skyerne og surrer ind i stratosfæren i en enorm blå 'stråle' af elektricitet.



Lidt vides om dette fænomen; det er uforudsigeligt og forekommer uden for de fleste menneskers syn, over et lag af stormskyer.

Men takket være en borgerforsker blev et sådant gigantisk jetfly registreret over skyerne under en storm i Oklahoma i 2018 - og med data indsamlet af andre instrumenter har videnskabsmænd været i stand til at studere det i detaljer i tre dimensioner.

Resultatet giver os nye detaljer om dette mærkelige fænomen, som skal bidrage til en bedre forståelse af, hvordan og hvorfor det sker.

'Vi var i stand til at kortlægge dette gigantiske jetfly i tre dimensioner med data af virkelig høj kvalitet,' sagde fysiker og ingeniør Levi Boggs fra Georgia Tech Research Institute.

'Vi var i stand til at se meget højfrekvente (VHF) kilder over skytoppen, som ikke var blevet set før med denne detaljeringsgrad. Ved hjælp af satellit- og radardata var vi i stand til at finde ud af, hvor den meget varme lederdel af udledningen var placeret over skyen.'

Optaget i svagt lys Watec kamera natten til den 14. maj 2018, var lynstrålen enorm, en enorm udladning, der var tydeligt synlig på de optagelser, der blev taget.

Da Boggs hørte om optagelserne, gik han straks på udkig efter data fra andre instrumenter, der kan have fanget begivenheden. Og der var en bonanza.

Watec-videoen af ​​lynstrålen. (Kevin Palivec)

Jetflyet var inden for rækkevidde af og var blevet optaget af et nærliggende VHF-lynkortlægningssystem kaldet Lightning Mapping Array , to NCEI næste generations vejrradarer ( NEXRAD ) placeringer og instrumenter på NOAA's Geostationary Operational Environmental Satellite ( GÅR ).

Denne rigdom af data betød, at Boggs og hans kolleger var i stand til at udføre en dybdegående analyse, der rekonstruerede kompleksiteten af ​​bolten.

'Det faktum, at den gigantiske jetstråle blev detekteret af flere systemer, herunder Lightning Mapping Array og to geostationære optiske lyninstrumenter, var en unik begivenhed og giver os meget mere information om gigantiske jetfly,' sagde fysiker og ingeniør Doug Mach af Universities Space Research Association (USRA).

'Vigtigere er det nok første gang, at et gigantisk jetfly er blevet kortlagt tredimensionelt over skyerne med instrumentsættet Geostationary Lightning Mapper (GLM).'

Dataene afslørede, at jetflyet i sandhed var en kolos. Den forplantede sig fra skyer med en maksimal højde på omkring 8 kilometer (5 miles) til højder omkring ti gange den højde – næsten så langt somKármán linje, hvor Jordens atmosfære slutter og det ydre rum begynder.

Mens den gjorde det, transporterede den omkring 300 coulombs elektrisk ladning ind i den øvre atmosfære; et typisk sky-til-sky eller sky-til-jord lyn transporterer kun omkring 5 coulombs.

Holdet var også i stand til at konstatere, at lederne - kanalerne med ioniseret luft, langs hvilke lynudladningen kan ses - var ekstremt varme, over 4.700 grader Celsius (8.500 Fahrenheit). I mellemtiden var de mindre plasmastreamere betydeligt køligere, omkring 200 grader Celsius (400 Fahrenheit).

Disse streamere begyndte at forplante sig lige over skytoppen, fandt holdet, og rejste til den lavere ionosfære i en højde på omkring 80 kilometer. Dette skaber en elektrisk forbindelse mellem skytoppene og ionosfæren, der overfører en negativ ladning med en hastighed på tusindvis af ampere i sekundet.

De forskellige instrumenter afslørede, at den optiske komponent af jetflyet forblev relativt tæt på skytoppen, i en højde på 15 til 20 kilometer. VHF-emissionen blev dog detekteret meget højere, i højder på 22 til 45 kilometer.

'VHF-signalerne og de optiske signaler bekræftede definitivt, hvad forskerne havde mistænkt, men endnu ikke bevist, at VHF-radioen fra lynet udsendes af små strukturer kaldet streamere, der er i spidsen af ​​det udviklende lyn, mens den stærkeste elektriske strøm flyder betydeligt bag dette. spids i en elektrisk ledende kanal kaldet en leder,' sagde ingeniør Steve Cummer fra Duke University.

Der er dog stadig mange spørgsmål. Det er stadig uklart, hvorfor jetfly skyder opad, når det meste lyn er rettet ned eller sidelæns. Forskerne mener, at der kan være noget, der forhindrer lynet i at rejse nedad eller mod andre skyer.

Selvom Oklahoma-stormen ikke var den sædvanlige type forbundet med jetfly, da den opstod på høje breddegrader, snarere end i troperne, og opstod på et usædvanligt tidspunkt af året, kunne det give et fingerpeg her. Meget lidt nedadgående lyn blev observeret før udgivelsen af ​​det gigantiske jetfly.

'Uanset hvilken grund er der normalt en undertrykkelse af sky-til-jord udledninger,' Boggs forklarede .

»Der er en opbygning af negativ ladning, og så tror vi, at forholdene i stormtoppen svækker det øverste ladningslag, som normalt er positivt. I mangel af de lynudladninger, vi normalt ser, kan den gigantiske stråle afhjælpe opbygningen af ​​overskydende negativ ladning i skyen.'

Lad os håbe, at fremtidige jetfly indeholder svarene.

Forskningen er publiceret i Videnskabens fremskridt .

Populære Kategorier: Miljø , Natur , Mennesker , Forklarer , Sundhed , Samfund , Plads , Mening , Ukategoriseret , Fysik ,

Om Os

Offentliggørelse Af Uafhængige, Beviste Fakta Om Rapporter Om Sundhed, Rum, Natur, Teknologi Og Miljøet.