Nadoblačný blesk

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
ISS přelétající nad Jihovýchodní Asií zaznamenala nadoblačné výboje: pohled okolo 0:06 hod.

Nadoblačný blesk (angl. sprite - skřítek) je rozsáhlý elektrický výboj, stratosférický blesk nad bouřkovými mraky velmi silných bouří. Nad takovými bouřemi, které jsou spojeny do jedné velké buňky a navzájem se podporují v růstu a tak vytvoří mezoměřítkový konvektivní systém (MCS).[1] Tyto výboje vznikají při pozitivním blesku, tedy výboji mezi kladně nabitým bouřkovým mrakem a zemí. Patří do široké skupiny přechodných světelných úkazů. Někdy jsou tyto záblesky nesprávně nazývány bleskem horní atmosféry. Nadoblačné blesky jsou však projevem chladné plazmy, která nevytváří horký kanál, takže se více podobají doutnavému výboji ionizovaného plynu tak jak ho známe třeba ze zářivky.

Historie[editovat | editovat zdroj]

Zmínky o přechodných světelných jevech nad bouřkovými mraky můžeme nalézt v neoficiálních zprávách z roku 1730, kdy německý teoretik veřejného práva, historik a sběratel knih Johann Georg Estor ve své knize "Auserlesene kleine Schriften" (Vybrané malé spisy) [2] napsal malou poznámku o tom, že když přejížděl horské sedlo a dostal se na vrchol, tak nad sebou uviděl modrou oblohu a pod sebou mrak jak bílé moře, ze kterého záblesky směřovaly přímo nahoru do nebe. Tato zmínka zapadla hluboko v jeho spisech. I laureát Nobelovy ceny C. T. R. Wilson, který vypracoval roku 1925 teorii, na jejímž základě může docházet k elektrickým poruchám v horních vrstvách atmosféry, a v roce 1956 sám nadoblačné blesky pozoroval, byl ignorován. [3] Několik let potom byl tento nebeský úkaz pojmenován Skřítek (vzdušný duch) pro jeho nepolapitelnou rozpustilou vlastnost. [4] Od roku 1989 bylo takových úkazů zaznamenáno tisíce ať už pozorováním ze země, z letadla nebo vesmíru. Přechodné světelné jevy nad bouřkovými mraky se staly předmětem intenzívního výzkumu.

Charakteristika jevu[editovat | editovat zdroj]

stratosférický blesk nad Malajsií jak ho zaznamenala Mezinárodní vesmírná stanice
Schéma nadoblačného blesku

Tyto krátkotrvající elektrické výboje patří do jedné velké rodiny přechodných světelných úkazů. Dr. Jeff Mcgarg z Akademie vzdušných sil Spojených států amerických roztřídil tyto záblesky do tří kategorií na základě jejich vzhledu.

  • Medúza
  • Mrkev
  • Sloupec

Jak výzkum pokračuje, zdá se být toto rozdělení nadoblačných blesků nedostačující. Červeně se výboj zabarví když je vyzářena energie, která vznikne přechodem elektronu mezi prvním a druhým excitovaným stavem atomu dusíku a odpovídá vlnové délce, kterou naše oko vnímá jako "červená". Modře se výboj zabarví při přechodu elektronu mezi druhým a třetím excitovaným stavem atomu dusíku. [5]

Nadoblačný blesk se tedy může objevit jako světelný oranžovo-červený nebo modrý záblesk. Vyskytují se ve skupinách ve výškách 50-90 km nad povrchem země. Mají vizuálně rozmanité tvary, které krátce blikají na noční obloze. První vědecké videozáznamy pořídili vědci z Minnesotské university až 6. července 1989. Není totiž snadné je pozorovat. Až na výjimky jsou pro lidské oko téměř nepostřehnutelné. Jejich dokumentaci umožnilo teprve rozšíření digitální techniky a chronofotografie. Výboj je ve střední vrstvě zabarvený rudo-oranžově. Dole s medúzovitými modrými chapadly. Nahoře s načervenalým halovým efektem. Vydrží déle než normální nižší troposférický výboj, který trvá typicky několik milisekund. Je vyvolán výbojem pozitivního blesku mezi mrakem a zemí.[6]

Optické zobrazení pomocí souboru 10 000 snímků za sekundu vysokorychlostní kamerou ukazuje, že jsou to vlastně shluky ionizovaných koulí o průměru od 10 - 100 m, které jsou vypuštěny do výše 80 km a pak se se zpožděním pohybují směrem dolů rychlostí až 10% rychlostí světla.[7] Úkazy mohou být posunuty až o 50 km od místa kde pod nimi udeřil základní úder blesku, s časovým zpožděním několik milisekund po záblesku. Ve vzácných případech může být zpoždění až 100 milisekund.

Halový jev blesku[editovat | editovat zdroj]

Asi o 1 milisekundu před samotným úkazem může někdy předcházet halový jev, slabý světelný kruh (svatozář) přibližně o průměru 50 km a tloušťce 10 km. Toto "halo" má střed ve výšce 70 km nad začátkem výboje. Halový jev vyvolává stejný fyzikální proces jako "skřítky". [8][9]

Význam[editovat | editovat zdroj]

Nadoblačné blesky byly považovány za příčinu jinak nevysvětlitelných nehod v dopravním provozu nad bouřkami ve vysokých výškách. Jedním z příkladů je nefunkčnost stratosférického balónu NASA vypuštěného 6. června 1989 z města Palestina v Texasu. Tento balón se vymknul řídící kontrole během svého letu vysoko nad bouřkou nedaleko města Graham v Texasu. Měsíc po incidentu následné vyšetřování ukázalo, že to byl blesk, který tento incident způsobil. Při pohledu na desku s plošnými spoji bylo zřejmé, že zde protekly velké proudy. Tranzistory a integrované obvody byly otevřeny a analyzovány v laboratořích NASA, kde odborníci zjistili, že blesk neudeřil přímo, ale škodu způsobily naindukované proudy. Hledala se nějaká spolehlivá teorie, která by vysvětlila, jak může blesk z mraků cestovat nahoru do vesmíru. O pár let později již tento fenomén byl označen jako stratosférický blesk "skřítek". Nejdůležitější pro NASA byla změna politiky letů balónů nad bouří. [10]

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Mesoscale Convective Complex. ROBERT A. MADDOX. NOAA, Environmental Research Laboratories, Oflice of Weather research and modification 1980. http://twister.ou.edu/MM2005/Maddox1981.pdf
  2. Auserlesene kleine Schrifften , 3 volumes, Giessen, several editions since 1735 each edition different from the other. [1]. VD18 80166067-001.
  3. Walter A. Lyons and Michey D. Schmidt (2003). P1.39 The Discovery of Red Sprites as an Opportunity For Informal Science Education. American Meteorological Society. Retrieved on 2009-02-18.
  4. Sentman, D.D., et al.(1995).  "Preliminary results from the Sprites94 aircraft campaign: 1. Red Sprites". Geophys. Res. Lett. 22 (10): 1205–1208. doi:10.1029/95GL00583. Bibcode1995GeoRL..22.1205S. 
  5. Couplink of Atmospheric Layers[2]
  6. Boccippio, D. J., et al.(August 1995).  "Sprites, ELF Transients, and Positive Ground Strokes". Science 269 (5227): 1088–1091. doi:10.1126/science.269.5227.1088. PMID 17755531. Bibcode1995Sci...269.1088B. 
  7. Stenbaek-Nielsen, H. C.(June 6, 2007).  "Observed emission rates in sprite streamer heads". Geophys. Res. Lett. 34 (11): L11105. doi:10.1029/2007GL029881. Bibcode2007GeoRL..3411105S. L11105. 
  8. Rina Miyasato, Hiroshi Fukunishi, Yukihiro Takahashi, Michael J. Taylor, Hans. C. Stenbaek-Nielsen (2002). Characteristics of Lightning-induced Sprite Halos and Their Generation Mechanisms. Academic Society Home Village. Retrieved on 2009-02-18.
  9. Christopher Barrington Leigh (2000). Sprite halos. Stanfordova univerzita. Retrieved on 2008-02-18.
  10. STRATOCAT. Data of the stratospheric balloon launched on 6/5/1989 from Columbia Scientific Balloon Facility, Palestine, Texas, US for Molecules observation made fluorescent with a Laser. [online]. 2009, [cit. 2009-02-18]. Dostupné online. (anglicky) 

Související články[editovat | editovat zdroj]

Literatura[editovat | editovat zdroj]

  • Auserlesene kleine Schrifften , 3 volumes, Johann Georg Estor 1735.

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

  • [3] Video z roku 1994 kdy Aljašská univerzita popularizovala atmosferické záblesky nad bouří.
  • [4] Aktuální zpravodajství
  • [5] E-journal
  • [6] Česká astronomická společnost
  • [7] Záhadný úkaz focený astronauty ISS: velké foto

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Sprite (lightning) na anglické Wikipedii.