Ученые составили 3D-карту Энергетические струи, выброшенные в атмосферу необычными грозами

грозовой шторм
Огромный электрический заряд, вырвавшийся на 50 миль в космос над грозой в Оклахоме, был частью подробного трехмерного исследования, которое дало ученым новые данные о загадочном атмосферном явлении , известном как гигантские струи. Удар молнии был самой мощной гигантской струей, изученной до сих пор, и нес в 100 раз больше электрического заряда, чем обычный разряд молнии.

Оклахома хорошо известна своими ужасными грозами, которые могут производить огромное количество молний . . За этими сильными штормами часто следуют охотники за штормами, надеющиеся поймать нерест торнадо. Но это была исключительная вспышка молнии, которая привлекла внимание Леви Боггса, ученого-исследователя из Технологического исследовательского института Джорджии. Боггс работал с исследовательской группой из нескольких организаций, чтобы изучить гигантский самолет, который был заснят на видео. Команда недавно опубликовала исследовательскую работу о своих выводах в Science Advances , рецензируемом междисциплинарном научном журнале с открытым доступом.

реактивная молния
Кредит изображения: GTRI/Крис Холмс

Серия изображений, которая была изучена, была взята из видео, снятого в мае 2018 года. На нем запечатлена гигантская струя, которая перенесла примерно 300 Кл электрического заряда в ионосферу, нижний край космоса, изнутри грозы. Для сравнения, типичная молния переносит менее пяти кулонов между облаком и землей или внутри облаков.

«Мы смогли нанести на карту эту гигантскую струю в трех измерениях, используя очень качественные данные», — отметил Боггс. «Мы смогли увидеть очень высокочастотные (VHF) источники над верхней границей облака, которые не были замечены ранее с таким уровнем детализации. Используя данные спутников и радаров, мы смогли узнать, где находится очень горячая лидерная часть выброса находился над облаком».

На изображении ниже источники радиокартографирования простираются вверх от конвективной структуры шторма. Серая плоскость на изображении представляет собой вершину шторма.

радиокартографирование
Кредит изображения: ГТРИ

«УКВ и оптические сигналы окончательно подтвердили то, что исследователи подозревали, но еще не доказали: что УКВ радиоизлучение от молнии излучается небольшими структурами, называемыми стриммерами, которые находятся на самом кончике развивающейся молнии, в то время как сильнейший электрический ток течет значительно позади этого наконечник в электропроводящем канале, называемом лидером», — объяснил Стив Каммер, профессор электротехники и вычислительной техники в Университете Дьюка.

По словам Дуга Марча, соавтора статьи, это было уникальное событие, поскольку гигантская струя была обнаружена несколькими системами, в том числе массивом карт молний (LMP) и двумя геостационарными системами оптических молний. Он добавил, что это более чем вероятно первый случай, когда гигантский джет был нанесен на трехмерную карту над облаками с помощью геостационарного картографа молний (GLM).

Исследователи предполагают, что гигантские струи создаются чем-то, что может блокировать поток заряда вниз или к другим облакам. Гроза в Оклахоме, вызвавшая изучаемый гигантский выброс, демонстрировала очень небольшую молниеносную активность, прежде чем испустила рекордный гигантский выброс.

«По какой-то причине обычно происходит подавление разрядов облаков на землю», — сказал Боггс. «Происходит накопление отрицательного заряда, и тогда мы думаем, что условия на вершине шторма ослабляют самый верхний слой заряда, который обычно положительный». Он добавил, что при отсутствии грозовых разрядов, которые обычно наблюдаются, гигантская струя может быть результатом накопления избыточного отрицательного заряда в облаке.

Top Image Credit: Антонио Треккаричи из Pexels

Источник (англ.)

Поставить оценку
Кофебрейкер | Интернет-журнал