Все мы любим грозу. Грохочет гром, дождь льет как из ведра, сверкают молнии... И каждому ребенку известно, что молния всегда бьет сверху вниз. Ведь так?

Но, как оказывается, вообще-то не всегда. Еще в далеком 2001 году сканировавшие грозовое небо ученые из обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико заметили странное явление - молния внезапно вырвалась из облака и устремилась прямо в космос! Тут стоит отметить, что сам по себе механизм формирования и распространения молнии до сих изучен достаточно слабо, но есть устоявшаяся теория о том, как они вообще появляются.

Обычно это происходит так: на дне грозового облака накапливается отрицательный электрический заряд, и, когда количество накопленной энергии превышает определенный порог, высвобождается разряд, который движется в сторону земли. При этом молния, проходя сквозь воздух, очень быстро нагревает его примерно до 30.000 градусов цельсия. В результате такого быстрого нагрева воздух мгновенно расширяется, а затем резко сжимается, что вызывает ударную волну, которую мы можем отлично слышать и называем громом.

И всё-таки, как тогда молния может бить вверх? Чёткого ответа на этот вопрос тоже ещё нет, но есть кое-что получше: ещё одна теория!

Заключается она в том, что заряд может скапливаться не только на дне облака - в верхней его части, в противовес, собираются положительно заряженные частицы, и именно они при сильных порывах ветра устремляются не к земле, а наоборот, ввысь, долетая даже до космоса.

Этот феномен называют "Обратной молнией"; его высота достигает нижней границы ионосферы (40-70км). Событие это возникает в основном в тропических регионах, и оно очень редкое. Настолько редкое, что его почти невозможно застать, не то что запечатлеть на фото - именно поэтому снимки с МКС можно назвать по-настоящему уникальными.

Автор - @Shyxart

Ещё нас можно читать в ВК, телеге и Дзене

Подписывайтесь, чтобы не пропустить новые посты!

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.

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

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.

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

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.

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.

Эльф

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.

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.

Астрономическая обсерватория Кека, расположенная на вершине потухшего стратовулкана Мауна-Кеа, 24 июля 2017 года зафиксировала разбушевавшуюся над Гавайскими островами грозу с потрясающе яркими молниями, улетающими прямо в космос.«Это удивительное явление. Эти молнии называют гигантскими струйными молниями, - говорит Фрэнки Лусена из Пуэрто-Рико, комментируя эту видеозапись на сайте обсерватории. – Они имеют природу спрайтов, но являются более мощными и хорошо видны невооруженными глазами».

На видео можно увидеть, как, по крайней мере, три молниеносные струи стремительно вырываются из мощного грозового фронта. Самая высокая молния достигла уровня ионосферы, что составляет около 80 км над землей.«Гигантские струи появляются гораздо реже, чем спрайты, - говорит Оскар ван дер Вельде, член исследовательской группы «Lightning» из Политехнической академии Каталонии. - Хотя спрайты были обнаружены в 1989 году и уже получены тысячи фотографий с ними, но струйные молнии впервые были зафиксированы только в 2001-2002 годах в Пуэрто-Рико и на Тайване».А ранее «космическими» молниями могли любоваться только пилоты высоко летящих авиалайнеров, да и то лишь над открытым океаном.

Струйные молнии и их собратья спрайты обитают в верхних слоях атмосферы Земли, как и полярные сияния, метеоритные дожди и серебристые облака. Некоторые ученые полагают, что они связаны с космическими лучами: субатомные частицы из глубокого космоса, достигающие верхушки земной атмосферы, производят вторичные электроны, которые, в свою очередь, и «зажигают» эти взлетающие молнии.