Клэр Уотсон. Ученые Обнаруживают “Супермолнии” В 1000 Раз Ярче Обычных Ударов Молнии

“Супермолнии” В 1000 Раз Ярче Обычных Ударов Молнии

Время от времени Земля напоминает нам, что она способна высвобождать очень яростную энергию.

Например, ученые только что обнаружили новый экстремальный тип молниевой активности, называемый “супермолниями”: интенсивные удары молнии, которые сияют до 1000 раз ярче, чем обычные.

Эти наблюдения были сделаны исследователями из Американской Лос-Аламосской Национальной лаборатории, которые использовали спутники для измерения экстремальных молний. Результаты заставляют переосмыслить, что представляет собой супермолния, и проливают новый свет на то, как и откуда они берутся.

“Мы хотим  увидеть, каковы границы [супермолний] на самом деле”, – сказал ученый-атмосферолог Майкл Питерсон газете Washington Post. – Речь идет о том, насколько большими и яркими они могут стать.”

Супермолнии были впервые обнаружены по спутниковым данным в 1970-х годах, будучи описаны как вспышка, которая превышает средние в 100 или более раз.

С тех пор ученые-атмосферологи обсуждают, что же на самом деле считается супермолнией, потому что измерения, сделанные разными приборами, могут отличаться.

“Когда вы видите вспышку молнии из космоса, она будет выглядеть намного тусклее, чем если бы вы видели ее с земли , потому что облака блокируют часть света”,-сказал Петерсон, объясняя, как спутниковые измерения могут отличаться от наземных детекторов.

Существует также вопрос о том, являются ли супермолнии следствием какого-то уникального явления, или они просто больше, ярче ударов обычной разновидности молнии.

“Понимание этих экстремальных явлений является важным, поскольку оно говорит нам, на что способна молния,” – сказал Петерсон, который обнаружил рекордное количество ударов молний за последние годы, в том числе одну 2018 megaflash (длительная молния, взрыв), что протянулась на 700 км (440 миль) по небу и длилась почти 17 секунд.

В новом исследовании Петерсон и его коллега Эрин Лей проанализировали данные, собранные геостационарным картографом молний НАСА-детектором, привязанным к метеорологическим спутникам и отправленным на орбиту для регистрации вспышек молний днем и ночью над Америкой и прилегающими океанами каждые две миллисекунды.

В отличие от наземных систем мониторинга, которые обнаруживают радиоволны, ГЛМ измеряет общую яркость (оптическую энергию) молний внутри облаков, между облаками, а также молнию, которая ударяет в землю.

Выше: супермолния продолжительностью почти 7 секунд, захваченная геостационарным картографом молний над юго-востоком Соединенных Штатов в феврале 2019 года. (Майкл Петерсон / Лос-Аламосская Национальная Лаборатория)

Исследователи изучили данные за два года для ударов молнии, которые сияли в 100 раз ярче, чем типичный разряд, обнаруженный из космоса, и обнаружили около 2 миллионов событий, достаточно интенсивных, чтобы их можно было назвать супермолниями – примерно одно из каждых 300 событий молнии.

Просто имейте в виду, возможно, что некоторые супермолнии казались ярче, чем другие удары, если они были на краю грозового облака, и спутниковый детектор имел вид без облаков.

Когда исследователи подняли планку до событий молнии, по крайней мере, в 1000 раз ярче, чем обычный удар молнии, они определили ключевые горячие точки энергетической активности супермолнии.

Наиболее яркие случаи данных событий были сосредоточены в центральной части Соединенных Штатов и в бассейне реки Ла-Плата, которая охватывает Уругвай, Парагвай и некоторые районы Аргентины и Бразилии.

Однако ГЛМ-детектор, возможно, не захватил каждую супермолнию. Хотя спутники фиксированы на Американском континенте, от Аляски на севере до южной оконечности Аргентины, GLM измеряет самые энергичные молнии, но не обязательно самые мощные вспышки, если они случаются короче 2 миллисекунд.

“Детектор будет пропускать кратковременные, но чрезвычайно мощные оптические импульсы”, – пишут авторы исследования в своей статье.

Однако было значительное совпадение с супермолниями, выявленными Лос-Аламосскими исследователями во втором исследовании, которое классифицировало суперболты по их пиковой мощности-так же, как эти экстремальные события были впервые определены.

Во втором исследовании исследователи проанализировали 12-летние данные с другого спутника и посчитали световые удары супермолниями, если они производили 100 гигаватт мощности. Для сравнения, это больше мощности в одной молнии, чем все солнечные батареи в США вместе взятые.

“Один удар молнии даже превысил 3 тераватта мощности – в тысячи раз сильнее, чем обычная молния, обнаруженная из космоса”, – сказал Петерсон.

Объединив спутниковые данные с наземными измерениями, исследователи также обнаружили, что супермолнии действительно представляют собой другой вид молнии.

Самые мощные супермолнии (производящие более 350 гигаватт мощности) возникали в результате редких положительно заряженных событий “облако-земля”, а не отрицательно заряженных событий “облако-земля”, которые характеризуют большинство ударов молний.

Результаты также показали, что супермолнии часто встречаются над океаном и имеют тенденцию вспыхивать от молниевых цепочек, которые простираются на сотни миль по горизонтали.

“Показано, что океанические штормовые системы, особенно зимой, и особенно те, которые расположены вокруг Японии, производят эти интенсивные супермолнии”, – объясняют исследователи во второй статье.

Это несколько согласуется с результатами исследования 2019 года , которое показало, что супермолнии в основном формируются над океанами и морями, хотя это исследование обнаружило большинство супермолний в Северной Атлантике, к западу от Европы.

Итак, вопрос отнюдь не исчерпан. Ученым-атмосферологам необходимо постоянно сравнивать результаты измерений с помощью различных наземных и орбитальных приборов, чтобы понять различия между ними и лучше охарактеризовать экстремальные явления молнии.

“Это будет важное начинание научного сообщества по изучению атмосферного электричества, чтобы согласовать главные события, зафиксированные различными оптическими и [наземными радиочастотными] приборами, а затем прийти к консенсусу о том, что является-и что не является-супермолнией”, – пишут исследователи.

Эти две статьи были опубликованы здесь и здесь в Журнале геофизических исследований: атмосферы.

Источник

• Ключевые слова: супермолн,молн,ярч,учен,обычн