雷暴期间紫外精灵和伽玛射线同时出现

从国际空间站上进行的观测，已经发现了与闪电有关的两种辐射光的新见解。丹麦技术大学的Torsten Neubert及其同事推论，紫外线和地面伽玛射线闪光都是由闪电爆发驱动的-每个现象都在雷云的顶部可见。从地面上的角度来看，闪电既美丽又暴力。闪光灯是由强电场形成的，该强电场在地面与暴风云内的自由电子之间建立，并形成向下到达地面的闪电。同时，还有超出了我们正常视野的其他过程发生在云端之上。地面伽马射线闪光（TGF）是辐射的短时发射，据认为是由强电场将电子加速到非常高的速度而产生的。同样，在云层上方是瞬态紫外线和称为“精灵”的光发射。据认为，这些是由电磁波在较低的电离层中产生的，电磁波从强大的雷电流向外扩展。

观测表明伽玛射线闪光和精灵有相似的起源。 （由iStock / prudkov提供）

不确定连接

两种作用都是已知的，但气象学家仍在争论精灵和TGF的确切生成过程。科学家们还不确定这些效果是否相关。为了解决这个问题，诺伊伯特（Neubert）的团队使用了“大气-空间相互作用监测器（ASIM）”，该监测器同时捕获了整个电磁频谱中的辐射。从其在国际空间站上的位置来看，研究人员指出ASIM的传感器应直下，以最大程度地减少大气吸收引起的伽马射线通量损失，使它们能够获得时间分辨率仅为10 µs的图像。

通过这种设置，诺伊伯特（Neubert）及其同事在2018年10月袭击印度尼西亚的雷暴上方高出12 km的高度收集了排放物的高速观测结果，其中一个特殊的TGF伴有一名精灵。通过这种行为，研究小组推断出，在雷电流脉冲开始时，雷暴云内部会形成强电场，从而在几毫秒后产生TGF。这表明雷电流在高海拔地区迅速形成。总之，这些观察结果表明，风暴的精灵及其TGF都是由相同的事件序列引起的。这些图像使Neubert的团队得出结论，即TGF和精灵都由闪电供电，这有力地证明了这两个过程实际上是相互联系的。他们现在希望进一步探讨触发每种类型的闪光灯的事件顺序，潜在地帮助气象学家更多地了解雷暴中活跃的物理过程。