Молниевые исследования связывают конкретные атмосферные условия с яркими световыми явлениями над грозами

Новое исследование под руководством профессора Флоридского технологического института Нинью Лю углубило понимание любопытного светового явления, происходящего на высотах от 40 до 80 км над грозами. Эти зрелищные явления, называемые спрайтами, представляют собой похожие на фейерверк электрические разряды в верхних слоях атмосферы Земли, иногда им предшествуют светящиеся ореолы.

Исследование, опубликованное в выпуске Nature Communications от 29 июня, включает результаты комплексного компьютерного моделирования по новой модели инициации спрайтов и предоставляет более четкое понимание атмосферных механизмов, ведущих к их образованию. Понимание условий формирования спрайтов важно, в частности, потому что они могут влиять на дальнюю связь, изменяя электрические свойства нижней ионосферы.

Спрайты, предсказанные нобелевским лауреатом К. Т. Р. Уилсоном в 1924 году, но открытые лишь в 1989-м, запускаются мощными облачно-земными ударами молний. Исследовательская группа, в которую также вошли Джозеф Дуайер, Ханс Стенбек-Нильсен и Мэтью МакХарг, изучила механизм их инициации. По словам Лю, возмущения в верхних слоях атмосферы, создаваемые атмосферными гравитационными волнами, могут усиливаться в электрическом поле, создаваемом молнией, и в конечном итоге приводить к появлению спрайтов.

«Для инициации спрайтов лучше всего подходят возмущения малого размера и большой амплитуды, — пояснил Лю. — Если размер возмущения слишком велик, инициация спрайта невозможна; если величина возмущения мала, для инициации спрайтов требуется относительно много времени». Для проверки своей модели команда проанализировала событие со спрайтом, зафиксированное одновременно высокоскоростными камерами с двух самолетов. Изображения показали, что относительно долгоживущему ореолу спрайта предшествовала быстрая инициация его элементов, что точно соответствовало предсказаниям модели.