Что такое спрайт в физике

Спрайт (молния)

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Спрайт (по-русски это называется «фантом») — редкий вид грозовых разрядов. Это некое подобие молнии, бьющей в мезосфере и термосфере.

Содержание

Описание явления

Спрайты трудно различимы, но они появляются в сильную грозу на высоте примерно от 50 до 130 километров (высота образования «обычных» молний — не более 16 километров) и достигают в длину до 60 км и до 100 км в диаметре. Спрайты появляются через десятые доли секунды после удара очень сильной молнии и длятся менее 100 миллисекунд. Чаще всего спрайты распространяются одновременно вверх и вниз, но при этом распространение вниз заметно больше и быстрее.

Впервые это явление было зафиксировано в 1989 году случайно. 6 июля 1989 года физики из Университета Миннесоты тестировали новую чувствительную камеру для экспериментов на большой высоте, камера была направлена на звезды случайным образом. В объектив попала гроза вдали. После просмотра записи обнаружили воронкообразные вспышки света длительностью несколько миллисекунд, примерно в 30 км над облаками длинной 20 км. По чистой случайности в объектив попало неизвестное науке явление. После этого начали просматривать съемки со спутников и оказалось что в кадр попадали десятки таких вспышек. Разница цветов у спрайта объясняется различным давлением и составом атмосферы на разных высотах. На высоте 70 км азот дает красное свечение, а чем ближе к земле, тем больше давление и количество кислорода, что и меняет цвет на синий, голубой и белый. До сих пор о физической природе спрайтов известно крайне мало. [1]

«Молния во время грозы может создать поле электрической напряженности в пространстве над собой, что визуально будет выглядеть как вспышка света странной формы, которая обычно называется спрайтом» — говорит Колин Прайс, геофизик из Университета Тель-Авива, — «Мы сейчас понимаем, что специфические разновидности молний могут вызвать такой эффект выше в атмосфере». [2]

Вспышки в стратосфере, мезосфере и термосфере, направленные вверх, вниз и горизонтально, очень слабо изучены. Они подразделяются на спрайты, синие струи, тайгеры и Эльфы. Окраска вспышек и их форма зависит от высоты, на которой они происходят. В отличие от наблюдаемых на Земле молний, эти вспышки имеют яркий цвет, обычно красный или синий, и покрывают большие пространства в верхних слоях атмосферы, а иногда простираются до границы с космосом.

На протяжении последних пяти лет ученые из Национального космического центра Дании изучали спрайты при помощи камер на вершинах гор. Однако они позволяли делать лишь снимки небольших вспышек из облаков, расположенных на небольшой высоте. Размещение камер на МКС позволит производить наблюдения за огромными вспышками, вырывающимися из облаков.

В настоящее время в Национальном космическом центре Дании уже есть отработанный набор инструментов для подобных исследований, получивший название Монитор атмосферно-космических взаимодействий (ASIM). Его и намерено использовать в своих исследованиях Европейское космическое агентство.

По словам Торбена Ньюберта из Национального космического центра Дании одной из главных задач, которые предстоит решить в ходе научной работы, является понимание природы образования вспышек и измерение частоты их появления.

Источник

Синий джет, красный спрайт и эльф: неуловимые явления

Сообщалось, что во время Второй мировой войны, высоколетающие пилоты наблюдали необъяснимые воздушные явления. Которые сейчас часто называют переходными световыми явлениями. Особенно в непосредственной близости от гроз. Но в то время ученые считали, что объяснения, данные пилотами, мало заслуживают доверия. Они думали, что пилоты, хотя и хорошо справлялись с тем, чему их обучили. Не обладали способностью должным образом определять мимолетные воздушные явления. Такие, как (то, что мы теперь знаем) красный спрайт, синий джет и эльф, если они на самом деле существовали вообще. В результате пилоты не хотели выделяться, полагая, что их репутация поставлена на карту. Словом, летчики хотели сохранить свои «крылья».

Хотя случаи световых явлений можно проследить намного раньше, чем во время Второй мировой войны. Только в последние несколько десятилетий — особенно после 1989 года — к ним начали относиться серьезно. Профессор физики Университета Миннесоты Джон Р. Винклер сделал поразительное открытие, тестируя видеокамеру для полета на исследовательской ракете. Когда кассета была просмотрена, она неожиданно показала «две гигантские колонны света, возвышающиеся над далекими грозами в северной Миннесоте». Наконец, была разгадана многовековая тайна загадочных огней над грозами. Сегодня, хотя они довольно загадочны и неуловимы, красный спрайт и его «братья», синий джет и эльф раскрывают некоторые из своих секретов.

Синий джет замечен учеными с МКС

То, что мы видим с поверхности нашей планеты, — это только начало. Самая мощная активность происходит высоко над поверхностью, в верхних слоях атмосферы Земли. Там происходят довольно странные вещи. Миссия НАСА, цель которой — узнать о них больше, сообщила, что с МКС были замечены синие джеты. — Молнии, выстреливающие вверх из облаков. Явление было обнаружено Европейским монитором взаимодействия атмосферы и космоса (ASIM) недалеко от острова Нару в Тихом океане. ASIM, — это инструмент, также известный как «охотник за космическими штормами».
Находясь на орбите на высоте чуть более 400 км. МКС обеспечивает идеальный обзор погодных систем Земли. А ASIM — это средство наблюдения за пределами космической станции. Используемое для изучения сильных гроз и их роли в атмосфере и климате Земли. ASIM работает на МКС с 2018 года.
Ученые говорят, что его исследования могут помочь выяснить, как возникают разряды и как они могут влиять на парниковые газы в атмосфере Земли.

Видео с МКС: Синий джет и предшествующий ему эльф. видео: 5-tv.ru

В статье, опубликованной в научном журнале Nature, астрономы описывают пять ярких синих вспышек. Каждая из которых длится около 10 миллисекунд. Пятая вспышка послала пульсирующую синюю струю — вид молнии. Которая достигла 50 км в стратосфере и длилась менее секунды. Электризующие эффекты штормов можно действительно ясно увидеть с Международной космической станции.
Но когда молния ударяет вниз, над вершинами облаков происходит нечто совершенно иное.
Синие джеты — это вспышки электрических молний, которые поднимаются из облаков в атмосферу Земли.

Природа возникновения явлений

Красный спрайт

Красный спрайт с борта МКС. видео: www.youtube.com

По словам ученых НАСА, происхождение «красного спрайта» происходит следующим образом: Обычно отрицательный заряд переносится от облака к земле. Но примерно в каждом десятом разе это положительный заряд — и это оставляет верхнюю часть облака отрицательно заряженной. С этим шансом один из десяти, электрическое поле над облаком «как раз подходит» для создания спрайта — электрического разряда на высоте 80 километров над грозой. Красновато-оранжевый цвет вызван «ускорением электронов в мезосфере из-за внезапного электрического изменения. Их быстрое движение вызывает тепло, ионизацию и красный свет. Когда электроны сталкиваются с молекулами азота.

Синий джет

«Синие джеты» и «эльфы» тоже ассоциируются с грозами, но не так, как «спрайты». В то время как спрайты напрямую связаны с ударами молнии из облака в землю и образуются далеко над грозовой тучей. Синие джеты «выходят» прямо из вершины грозовой тучи, и распространяются вверх узкими конусами примерно 15 градусов. Расходятся веером и исчезают на высоте примерно 50 километров. Время жизни составляет пару десятых секунды.

Хотя продолжительности спрайта составляет пару десятых секунды, продолжительность эльфа еще меньше — менее миллисекунды. Следовательно, в отличие от спрайтов, которые в редких случаях можно увидеть невооруженным глазом, увидеть эльфы практически невозможно. Если бы можно было увидеть эльфа, он, вероятно, выглядел бы как гигантское расширяющееся кольцо — около 500 километров в поперечнике. Исходящее из точки на высоте около 100 километров и расширяющееся наружу. Похоже, что они возникают над областями активных молний между облаками и землей. Когда мощный электромагнитный импульс распространяется вверх в ионосферу.
Такова история красных спрайтов, синих джетов и эльфов. Не говоря уже о «синих стартерах, спрайтовых ореолах, троллях, гномах, гигантских джетах, всплесках и гамма-всплесках». Все, так или иначе связаны с грозами, кроме двух последних.

Как появились названия

Термин «спрайт» был впервые введен в употребление в 1994 году профессором Дэвидом Сентманом из Университета Аляски в Фэрбенксе. Который считал, что их мимолетная природа напоминает мифический «спрайт» из «Сон в летнюю ночь» Шекспира. Термин «голубой джет/реактивный» говорит сам за себя. А «эльф» — это аббревиатура для обозначения излучения света и возмущений очень низкой частоты. Вызванных источниками электромагнитных импульсов.

Источник

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Спрайты или красные спрайты масштабны электрические разряды что происходит высоко над гроза облака, или кучево-дождевые облака, порождая довольно разнообразный набор визуальных форм, мерцающих в ночном небе. Обычно они запускаются разрядами положительная молния между лежащим в основе грозовая туча и земля.

Спрайты выглядят как светящиеся красновато-оранжевые вспышки. Они часто встречаются группами над тропосфера на высоте 50–90 км (31–56 миль). Спорадические визуальные сообщения о спрайтах относятся как минимум к 1886 году. [1] но впервые они были сфотографированы 6 июля 1989 года учеными из Университет Миннесоты и впоследствии были записаны на видеозаписи много тысяч раз.

Иногда спрайты называются неточно молния в верхних слоях атмосферы. Однако спрайты холодные плазма явления, которые не имеют температуры горячего канала тропосферный молнии, поэтому они больше похожи на флуоресцентная лампа разрядов, чем разряды молнии. Спрайты связаны с различными другими верхними слоями атмосферы. оптические явления в том числе синие струи и ЭЛЬФЫ. [1]

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Содержание

История

Самое раннее известное сообщение о переходных оптических явлениях над грозовыми облаками принадлежит Иоганн Георг Эстор в 1730 году. Другой ранний отчет принадлежит Тойнби и Маккензи в 1886 году. [2] Нобелевский лауреат К. Т. Р. Уилсон предположил в 1925 году на теоретических основаниях, что электрический пробой мог произойти в верхних слоях атмосферы, а в 1956 году он стал свидетелем того, что могло быть спрайтом. Впервые они были задокументированы фотографически 6 июля 1989 г., когда ученые из Университет Миннесоты, используя видеокамеру для слабого освещения, случайно сделал первое изображение того, что впоследствии стало известно как спрайт. [3]

Через несколько лет после их открытия они были названы спрайты (духи воздуха) после их неуловимой природы. [4] С момента видеосъемки 1989 года спрайты снимались с земли, с самолетов и из космоса и стали предметом интенсивных исследований.

В 2016 году спрайты наблюдались во время Ураган Мэтью переход через Карибский бассейн. [5] Роль спрайтов в тропических циклонах в настоящее время неизвестна. [6]

Характеристики

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Спрайты наблюдались более Северная Америка, [7] Центральная Америка, Южная Америка, [8] Европа, [9] Центральная Африка (Заир), Австралия, то Японское море и Азия и считается, что они возникают во время большинства сильных грозовых систем.

Роджер (1999) разделил спрайты на три типа в зависимости от их внешнего вида. [1]

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Оптическое изображение с частотой 10 000 кадров в секунду высокоскоростная камера показали, что спрайты на самом деле представляют собой скопления маленьких ионизационных шаров декаметрового размера (10–100 м или 33–328 футов), которые запускаются с высоты около 80 км (50 миль), а затем движутся вниз со скоростью до десяти. процентов скорость света, за которым через несколько миллисекунд следует отдельный набор движущихся вверх шаров ионизации. [12] Спрайты могут быть смещены по горизонтали на расстояние до 50 км (31 миль) от места удара молнии с временной задержкой после удара молнии, которая обычно составляет несколько миллисекунд, но в редких случаях может достигать 100 миллисекунд.

Ореол спрайтов

Иногда спрайтам предшествует спрайт примерно на 1 миллисекунду. гало, блинная область слабой, переходной оптический выбросы приблизительно 50 километров (31 миль) в поперечнике и 10 километров (6,2 мили) толщиной. Ореол сосредоточен на высоте около 70 километров (43 мили) над уровнем первоначального удара молнии. Считается, что эти ореолы создаются тем же физическим процессом, который производит спрайты, но для которых ионизация слишком слабая, чтобы пересечь порог, необходимый для образования стримера. Иногда их принимают за ЭЛЬФЫ, из-за их визуального сходства и небольшой продолжительности. [14] [15] [16]

Исследования, проведенные на Стэндфордский Университет in 2000 указывает, что, в отличие от спрайтов с яркой вертикальной столбчатой ​​структурой, появление ореолов спрайтов не является необычным в связи с нормальными (отрицательными) разрядами молний. [16] Исследования 2004 г. учеными из Университет Тохоку обнаружили, что очень низкая частота выбросы происходят одновременно со спрайтом, что указывает на то, что разряд внутри облака может генерировать спрайты. [17]

Связанные повреждения самолета

Спрайтов обвиняли в происшествиях, которые иначе не могли быть объяснены, с участием высотных транспортных средств над грозами. Одним из примеров этого является неисправность НАСА стратосферный воздушный шар, запущенный 6 июня 1989 г. Палестина, Техас. Воздушный шар пострадал от несанкционированного сброса полезной нагрузки во время полета на высоте 120000 футов (37000 м) над грозой вблизи Грэм, Техас. Спустя несколько месяцев после аварии расследование пришло к выводу, что инцидент спровоцировала «молния», летевшая вверх из облаков. [18] Приписывание аварии спрайту было произведено задним числом, поскольку этот термин не был введен до конца 1993 года.

Источник

Спрайты. Необычные молнии.

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Спрайты – одни из красивейших природных явлений на нашей планете – невероятной величины молнии.

Спрайты – необычные молнии, которые способны удивить человека не только своей божественной красотой, но и нестандартным, как для молнии, поведением. Мы привыкли, что обычная молния бьет с облаков вниз на землю. Что касается спрайтов, то здесь дело обстоит иначе – они бьют вверх, создавая в небесной сфере потрясающе красивое зрелище.

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Впервые спрайты были зафиксированы в 1989 году. Первым их увидел американский астроном-эксперт Джон Уинклер, который почти полвека проработал в NASA. Ученый обнаружил молнии случайно, когда в целях научных изысканий наблюдал за грозой. Впервые увидев эти направленные вертикально вверх молнии, он не поверил собственным глазам. Удивило Уинклера и то, что такой разряд появлялся на необычайно большой, как для обычной молнии, высоте. Направленный вертикально вверх он мог представлять опасность для аппаратов, запускаемых в космос, самолетов и прочих летательных машин. По этой причине Джон Уинклер решил продолжить изучение этого необычного явления.

В ночь с 22 на 23 сентября 1989 года мистер Уинклер, воспользовавшись высокоскоростной кинокамерой, умудрился заснять огромные вспышки света, которые простирались в небе по направлению снизу-вверх. Ученый, пользовавшийся устаревшей аппаратурой, посчитал, что эти молнии возникли на высоте 14 километров, что вполне допустимо и для обычных молний. Впоследствии, когда изучением спрайтов занялись современные научно-исследовательские центры и лаборатории, было доказано, что эти природные явления появляются на высоте не менее 55 км. На такой высоте вы не сможете встретить ни одного небесного разряда, который был бы направлен в сторону земли.

Механизм возникновения спрайтов

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Заинтересовавшись данными о спрайтах, которые представил Уинклер сотрудникам NASA, ученые почти сразу же развернули крупномасштабную кампанию по изучению этого природного явления. В первую же ночь исследований они обнаружили около 200 вспышек молний в слоях ионосферы. Вспышки света возникали в основном в пределах 50-130 километров над поверхностью земли. Это зрелище одинаково восхищало и страшило ученых, поскольку в те времена многие из них еще не знали, чего толком можно ждать от спрайтов. Опасения ученых были понятны, так как спрайты имели все шансы на то, чтобы стать прямой угрозой для высотных летательных аппаратов. Чтобы исключить возможность этой угрозы, ученые решили изучить механизм возникновения спрайтов.

Проведя ряд наблюдения за спрайтами, ученые выяснили, что это явление возникает в основном только при очень сильной грозе, шторме или урагане. Большинство обычных молний, которые достигают земли, бьют из отрицательно заряженной части облака. Однако некий их процент берет свое начало в положительно заряженной части. Доказано, что молнии, берущие начало в этой области, обладают более сильным зарядом, а соответственно и силой. Считается, что в положительно заряженной части облака берут свое начало и спрайты.

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Детальное исследование спрайтов показало, что они бьют снизу от облака вверх к ионосфере. В некоторых случаях часть этой молнии (хвост спрайта) уходит в низ по направлению к земле, но никогда не достигает ее. Наблюдение и анализ вспышек в верхних слоях атмосферы показали, что молнии, образующиеся в этой области, могут отличаться по цвету, форме, а также высоте, на которой они появляются. Исходя из этих критериев, ученые решили классифицировать верхние молнии, разделив на джеты, спрайты и эльфы.

Джеты, спрайты и эльфы

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Джеты представляют собой вспышки света, наблюдаемые на наиболее близком расстоянии к земле, от 15 до 30 километров. Именно их, скорее всего, зафиксировал Джон Уинклер, который в 1989 году впервые произвел наблюдение вспышек молний в верхних слоях атмосферы. Джеты имеют трубчатую форму. Обычно они сине-белого или голубого оттенка. Известны случаи появления гигантских джетов, которые били в высоту на расстояние около 70 километров.

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Спрайты – вид молний, о которых мы говорим в этой статье. Они появляются на высоте от 50 до 130 километров и бьют по направлению к ионосфере. Спрайты появляются через доли секунды после удара обычной молнии. Обычно они возникают группами, а не поодиночке. Длина спрайтов, как правило, держится в пределах нескольких десятков километров. Диаметр группы спрайтов может достигать 100 км в поперечнике. Спрайты – это красные вспышки света. Они быстро появляются и быстро исчезают «Продолжительность жизни» спрайта всего около 100 миллисекунд.

Эльфы – венец атмосферных молний. Они появляются на высоте свыше 100 км над земной поверхностью. Обычно эльфы появляются группами, напоминающими круг

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Диаметр такой группы может достигать 400 км в поперечнике. Также эльфы могут бить до 100 км в высоту – в самые верхние слои ионосферы. Зафиксировать эльфы крайне сложно, так как «живут» они не дольше пяти миллисекунд. Заснять такое явление можно только при помощи специальных, современных видеоприборов.Как, где и когда можно наблюдать спрайты

Согласно Географической карте гроз, наибольшими шансами увидеть спрайты обладают жители экваториальной и тропической зоны Земного шара. Именно в этой области случается до 78% всех гроз. Жители России также могут наблюдать спрайты. Пик гроз в нашей стране приходится на июль-август месяц. Именно в это время любители астрономии могут увидеть такое красивое явление как спрайты.

Согласно американскому Справочнику наблюдения за спрайтами и гигантскими джетами, для того, чтобы увидеть спрайты, наблюдатель должен находиться на расстоянии примерно 100 километров от эпицентра грозы. Для того чтобы наблюдать джеты, ему следует навести оптику на 30-35 градусов по направлению к грозовой области. Тогда он сможет наблюдать часть ионосферы на высоте до 50 километров, именно в этой области чаще всего появляются джеты. Чтобы наблюдать спрайты, следует навести бинокль на угол 45-50 градусов, что будет соответствовать области неба на высоте около 80 км – месту, где рождаются спрайты.

Для лучшего и более детального изучения спрайтов, джетов, а тем более эльфов, наблюдателю лучше воспользоваться специальной киноаппаратурой, которая позволит детально зафиксировать небесные вспышки. Наиболее удачное время для охоты за спрайтами в России – период с середины июля по середину августа.Интересные факты

Спрайты, как и молнии, встречаются не только на Земле, но и на других планетах Солнечной системы. Предположительно именно спрайты были зафиксированы космическими исследовательскими аппаратами во время сильных штормов на Венере, Сатурне и Юпитере.

Спрайты и эльфы возникают на такой большой высоте из-за сильной ионизации воздуха галактической пылью. На высоте свыше 80 километров проводимость тока в десять миллиардов раз выше, чем в приземных слоях атмосферы.

Название «спрайты» происходит от наименования лесных духов, о которых идет речь в комедии Уильяма Шекспира «Сон в летнюю ночь».

Спрайты были известны человечеству задолго до 1989 года. Люди высказывали разные гипотезы на счет природы этого явления, в том числе и то, что вспышки света являются инопланетными космическими кораблями. И только после того, как Джону Уинклеру удалось снять кадры спрайтов в ионосфере, ученые доказали, что они имеют электрическое происхождение.

Цвет спрайтов, джетов и эльфов разнится от высоты, на которой они появляются. Дело в том, что в околоземной атмосфере сосредоточено больше воздуха, тогда как в верхних слоях ионосферы наблюдается высокая концентрация азота. Воздух горит синим и белым пламенем, азот – красным. По этой причине джеты, которые находятся ниже спрайтов, имеют преимущественно синий цвет, а сами спрайты и, более высокие, эльфы – красноватый оттенок.

Источник

Спрайты

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Спрайты над центральной частью Адриатического моря

Спрайты – одни из красивейших природных явлений на нашей планете – невероятной величины молнии, которые еще называют «небесными духами».

Общие сведения

Спрайты – необычные молнии, которые способны удивить человека не только своей божественной красотой, но и нестандартным, как для молнии, поведением. Мы привыкли, что обычная молния бьет с облаков вниз на землю. Что касается спрайтов, то здесь дело обстоит иначе – они бьют вверх, создавая в небесной сфере потрясающе красивое зрелище.

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Фотография спрайта над Нью-Мехико, автор H. Edens.

Впервые спрайты были зафиксированы в 1989 году. Первым их увидел американский астроном-эксперт Джон Уинклер, который почти полвека проработал в NASA. Ученый обнаружил молнии случайно, когда в целях научных изысканий наблюдал за грозой. Впервые увидев эти направленные вертикально вверх молнии, он не поверил собственным глазам. Удивило Уинклера и то, что такой разряд появлялся на необычайно большой, как для обычной молнии, высоте. Направленный вертикально вверх он мог представлять опасность для аппаратов, запускаемых в космос, самолетов и прочих летательных машин. По этой причине Джон Уинклер решил продолжить изучение этого необычного явления.

Материалы по теме

Погода в мире

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

В ночь с 22 на 23 сентября 1989 года мистер Уинклер, воспользовавшись высокоскоростной кинокамерой, умудрился заснять огромные вспышки света, которые простирались в небе по направлению снизу-вверх. Ученый, пользовавшийся устаревшей аппаратурой, посчитал, что эти молнии возникли на высоте 14 километров, что вполне допустимо и для обычных молний. Впоследствии, когда изучением спрайтов занялись современные научно-исследовательские центры и лаборатории, было доказано, что эти природные явления появляются на высоте не менее 55 км. На такой высоте вы не сможете встретить ни одного небесного разряда, который был бы направлен в сторону земли.

Механизм возникновения спрайтов

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Первое цветное изображение спрайта, снятое с самолёта

Заинтересовавшись данными о спрайтах, которые представил Уинклер сотрудникам NASA, ученые почти сразу же развернули крупномасштабную кампанию по изучению этого природного явления. В первую же ночь исследований они обнаружили около 200 вспышек молний в слоях ионосферы. Вспышки света возникали в основном в пределах 50-130 километров над поверхностью земли. Это зрелище одинаково восхищало и страшило ученых, поскольку в те времена многие из них еще не знали, чего толком можно ждать от спрайтов. Опасения ученых были понятны, так как спрайты имели все шансы на то, чтобы стать прямой угрозой для высотных летательных аппаратов. Чтобы исключить возможность этой угрозы, ученые решили изучить механизм возникновения спрайтов.

Проведя ряд наблюдения за спрайтами, ученые выяснили, что это явление возникает в основном только при очень сильной грозе, шторме или урагане. Большинство обычных молний, которые достигают земли, бьют из отрицательно заряженной части облака. Однако некий их процент берет свое начало в положительно заряженной части. Доказано, что молнии, берущие начало в этой области, обладают более сильным зарядом, а соответственно и силой. Считается, что в положительно заряженной части облака берут свое начало и спрайты.

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Различные типы электрических явлений в атмосфере

Детальное исследование спрайтов показало, что они бьют снизу от облака вверх к ионосфере. В некоторых случаях часть этой молнии (хвост спрайта) уходит в низ по направлению к земле, но никогда не достигает ее. Наблюдение и анализ вспышек в верхних слоях атмосферы показали, что молнии, образующиеся в этой области, могут отличаться по цвету, форме, а также высоте, на которой они появляются. Исходя из этих критериев, ученые решили классифицировать верхние молнии, разделив на джеты, спрайты и эльфы.

Джеты, спрайты и эльфы

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Джеты представляют собой вспышки света, наблюдаемые на наиболее близком расстоянии к земле, от 15 до 30 километров. Именно их, скорее всего, зафиксировал Джон Уинклер, который в 1989 году впервые произвел наблюдение вспышек молний в верхних слоях атмосферы. Джеты имеют трубчатую форму. Обычно они сине-белого или голубого оттенка. Известны случаи появления гигантских джетов, которые били в высоту на расстояние около 70 километров.

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Спрайт — редкий вид грозовых разрядов

Спрайты – вид молний, о которых мы говорим в этой статье. Они появляются на высоте от 50 до 130 километров и бьют по направлению к ионосфере. Спрайты появляются через доли секунды после удара обычной молнии. Обычно они возникают группами, а не поодиночке. Длина спрайтов, как правило, держится в пределах нескольких десятков километров. Диаметр группы спрайтов может достигать 100 км в поперечнике. Спрайты – это красные вспышки света. Они быстро появляются и быстро исчезают «Продолжительность жизни» спрайта всего около 100 миллисекунд.

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Эльфы – венец атмосферных молний. Они появляются на высоте свыше 100 км над земной поверхностью. Обычно эльфы появляются группами, напоминающими круг.

Диаметр такой группы может достигать 400 км в поперечнике. Также эльфы могут бить до 100 км в высоту – в самые верхние слои ионосферы. Зафиксировать эльфы крайне сложно, так как «живут» они не дольше пяти миллисекунд. Заснять такое явление можно только при помощи специальных, современных видеоприборов.

Как, где и когда можно наблюдать спрайты

Согласно Географической карте гроз, наибольшими шансами увидеть спрайты обладают жители экваториальной и тропической зоны Земного шара. Именно в этой области случается до 78% всех гроз. Жители России также могут наблюдать спрайты. Пик гроз в нашей стране приходится на июль-август месяц. Именно в это время любители астрономии могут увидеть такое красивое явление как спрайты.

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Спрайты, свечение неба и галактика Андромеды над городом Ларами, Вайоминг, США.

Согласно американскому Справочнику наблюдения за спрайтами и гигантскими джетами, для того, чтобы увидеть спрайты, наблюдатель должен находиться на расстоянии примерно 100 километров от эпицентра грозы. Для того чтобы наблюдать джеты, ему следует навести оптику на 30-35 градусов по направлению к грозовой области. Тогда он сможет наблюдать часть ионосферы на высоте до 50 километров, именно в этой области чаще всего появляются джеты. Чтобы наблюдать спрайты, следует навести бинокль на угол 45-50 градусов, что будет соответствовать области неба на высоте около 80 км – месту, где рождаются спрайты.

Материалы по теме

Полярные сияния на других планетах

Что такое спрайт в физике. Смотреть фото Что такое спрайт в физике. Смотреть картинку Что такое спрайт в физике. Картинка про Что такое спрайт в физике. Фото Что такое спрайт в физике

Для лучшего и более детального изучения спрайтов, джетов, а тем более эльфов, наблюдателю лучше воспользоваться специальной киноаппаратурой, которая позволит детально зафиксировать небесные вспышки. Наиболее удачное время для охоты за спрайтами в России – период с середины июля по середину августа.

Интересные факты

Похожие статьи

Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *