なぜ稲妻がフォークして点滅するのですか?子どもの質問のように聞こえますが、これは米国、英国、南アフリカの研究者の協力を得た国立宇宙研究所 (Inpe) のチームによる研究の主題であり、現在、ジャーナル「サイエンティフィック・リポート」 。
雷がどのように形成されるかを理解するために、インペの大気電気グループ (Elat) は、スローモーション (スーパー スローモーションと呼ばれるプロセス) で雷の画像を記録し、200 以上のエネルギー (つまり地球から) が上向きに放出される正確な瞬間を捉えました。 2008 年から 2019 年にかけて、サンパウロとサウスダコタ (米国) で夏の嵐の中で形成され、空を引き裂き、分岐し、輝きます。
これを行うために、彼らはデジタル写真と 1 秒あたり 1 万から 40,000 の画像を記録できる高速ビデオ カメラを組み合わせて使用しました。研究者らはまた、電場および照度計、および毎秒 10 万枚の画像を記録する超高速カメラも備えていました。
「上昇雷は一般に、嵐の電場の乱れの結果、塔の先端や高層ビルの避雷針から発生し、最大60キロメートル離れた場所で発生する下降雷によって引き起こされます」と彼は説明した。 FAPESP機関、プロジェクトコーディネーターの宇宙地球物理学者マルセロ・マガリャエス・ファレス・サバ氏に。
3つだけ
上昇光線は下降光線（雲から地面に向かって出ていく光線で、以前に同じ研究者によって研究されているもの）よりも一般的ではありません。 10年以上の観測の中で、発光構造の形成が観察されたのは、正の電荷を持った、つまり雲の底に向かって伝播する3本の上昇光線（すべて米国内）だけだった。
「これらの上向きの光線の画像を記録する利点は、地上から雲の底までのポジティブリーダーの軌道全体を視覚化できることです。雲の中に入ると、もはや放電を観察することはできません」と研究者は説明し、観察された 3 つの閃光構造の最後に、刷毛に似た別のより希薄な放電があったことを強調しました。
サバ氏によると、「コロナブラシと呼ばれるこの放電は、雷とその分岐の軌道を分岐させて定義することができます。分岐が成功すると、光線は右または左に進むことができます。そうでない場合、コロナ放電により長さが非常に短く、ビームと同じくらい明るいセグメントが発生する可能性があります。」
研究者らが撮影した画像は、ビームが雲に向かって伝播する際に、これらの明るい小さな破片がコロナブラシとパルスの分割から数ミリ秒後に現れることを示した。 「これらの点滅は、実際には失敗したブランチの初期化試行です」と Saba 氏は言います。
上がるためには下がらなければなりません
2019年、同じ研究者グループが上昇雷がどのように形成されるかを発見しました。学術誌サイエンティフィック・リポートにも掲載された研究によると、それらは、通常、嵐が終わりかけているときに現れる、いわゆる正下降雷の後にのみ発生します。
雲から地上に降下する放電は、長時間持続する低強度の電流を生成し、その結果、嵐の雲内の電荷の分布に強力かつ急速な乱れを引き起こします。それは上昇光線が現れる条件を生成するものです。
「誘導された電荷の強度が十分であれば、塔の先端から上向きの放電が現れ、『上向き』の光線を形成する可能性がある」とサバ氏は述べた。
経由
ソース