紅色精靈

紅色精靈

建立於 2005-08-09, 週二

第一個彩色紅色精靈影像(摘自Sentman et al, sprite.gi.alaska.edu)

 

『紅色精靈』是一種通常由正雲對地閃電(positive cloud-to-ground lightning strokes),在雲層頂所誘發的高空巨大紅色閃光。

 

 這一現象首先由Minnesota大學Winckler教授的研究群以低光度攝影機紀錄下來(R. D. Franz, R. J. Nemzek and J. R. Winckler, 1990),從此之後,許多的研究團體對這種奇特的現象感到興趣,並設法提出這種自然現象背後的可能機制,成為一個熱門的研究課題。

藉由美國太空總署的研究噴射飛機之協助,第一個彩色『紅色精靈』的照片是由阿拉斯加大學Sentman教授所領導的紅色精靈研究團隊(sprites research team)於1994年所攝得。

 『紅色精靈』是近年來所發現數種由閃電所引發的中高空發光現象之一,其可能的成因簡示如下:

 

一般閃電是源自帶著負電荷的雲層底部,並向下落至地表。 偶而,閃電是源自雲層頂端積蓄的大量正電荷,因此閃電發生後,電離層(Ionospere)和雲層頂有著很強大的電場,因此吸引著電子向上移動。在移動的過程中會和氣體分子碰撞,

如果產生的電場夠強而且周圍的空氣夠稀薄,在和空氣分子撞擊之前,電子可以獲得相當高的能量,當電子撞擊空氣分子,會把它們撞到激發狀態,讓分子發出輝光,產生紅色精靈這種高空短暫發光現象。理論上,這種現象發生於40至90公里的高空中。 

最亮的紅色精靈人類的肉眼就可以看見,但長久以來並不為人們所知,追究其原因在於它是發生在極端明亮的雲對地閃電之後,因此上述的現象並不會特別引起科學家們的注意。

 紅色精靈發光的時間通常持續不到三十分之一秒,亮度通常也不很明亮,出現的機會相當低,
因此,科學家必須使用高感度的攝影機,持續對雷雨雲的上空錄影,才能紀錄到這種高空短暫發光現象。

紅色精靈微弱的亮光和短暫的持續時間,造成研究上的困難,即使如此,在經短短十幾年的觀測期間,
科學家在全球各地已經記錄了將近一萬個事件,對紅色精靈的了解已有重大的成就。

 

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