Swarm和精灵在夜间的奇怪事件

我们都熟悉伴随暴风雨的闪电。这些闪光起源于暴风云并向下打击，而在大气层上方形成一种更加难以捉摸的类型，并朝太空射击。那么，与卫星在轨道正上方的确切时间同时，使事件在卫星数据中保持签名的情况下，有人为这些罕见的，短暂的“瞬态发光事件”拍照的可能性有多大?

发生这种情况的可能性似乎很小，但值得注意的是，捷克大气物理研究所的观察员也是狂热的“闪电猎人”，为这些瞬态发光事件拍摄了照片，这些事件不仅与ESA的Swarm进行的测量相吻合卫星任务，还有从地面上拍摄的录音。

这种非凡的三重巧合使您可以更好地了解这种闪电如何传播到太空中。此外，这些新发现可能会改善地球高层大气电离层电离层的科学模型。

瞬态发光事件是发生在大气高空的光学现象，它们与潜在的雷暴中的电活动有关。它们非常简短，持续时间不到一毫秒至两秒，很少从地面上看到。它们通常仅由敏感的照相设备捕获，并且由于它们发出微弱的光线，因此只能在晚上拍摄照片。

有几种不同类型的瞬态发光事件，例如精灵，喷射和精灵，每种都有自己的特征。

例如，精灵是大型的雷电，发生在大型雷暴系统上方约50–90 km的高度。它们看上去像是大而微弱的红色闪烁，通常与众所周知的云对地闪电同时发生。

长期以来，科学家一直对了解雷电在电离层中的传播是否会引起地球磁场的波动感兴趣。电离层是大气中非常活跃的部分，对它从太阳吸收的能量作出响应。电离层中的气体被太阳辐射激发而形成具有电荷的离子。

最近发表在《地球物理研究快报》上的一篇论文，描述了波兰研究中心的科学家如何使用ESA的群虫卫星的磁场数据，对地静止闪电测绘仪以及地面的世界极低频无线电定位阵列(WERA)的闪电观测结果)，以提供瞬态发光事件与电离层上部磁场波动之间的系的证据。

与波兰太空研究中心合作的一家小公司的Ewa Slominska解释说：“闪电会产生超低频波动，并泄漏到电离层上部。这意味着某些闪电非常强大，以至于引发地球磁场的干扰并传播数百个。从雷暴起数公里之内，到达Swarm轨道的高度。

“尽管Swarm的主要目标是测量磁场的缓慢变化，但很明显，该任务还可以检测到磁场的快速波动。但是，只有在其中一颗卫星靠近活动雷暴的情况下，Swarm才能做到这一点。以及雷电是否足够强。”

来自克拉科夫的AGH科技大学的Janusz Mlynarczyk补充说：“利用WERA系统的三个站点，我们能够定位地球上任何地方发生的强大大气排放并重建它们最重要的物理参数。这之所以可能是因为这些放电产生的极低频(ELF)电磁波的极低衰减。

“强大的ELF波甚至可以在世界范围内传播几次，并且在我们的录音中仍然可以看到。这种强大的声源包括与子画面相关的放电。Swarm释放和观察到的累积静电能接近120 GJ，相当于在爆炸29吨TNT时释放的能量。

“尽管我们知道每次雷击都会消耗大量能量，但显然此类雷电的作用要强大得多。Swarm的仪器看不见的一枚普通闪电能携带足够的能量来为20辆电动汽车充电，但瞬态发光事件产生的能量足以为800多辆汽车充电。”

所有这一切的一个显着方面是，科学团队的成员之一马丁·波佩克(Martin Popek)热衷于在相机上捕捉精灵，喷枪和精灵。他的照片与Swarm和地面阵列进行的测量相吻合，对团队的研究非常有价值。

ESA的Swarm任务科学家Roger Haagmans评论说：“令人惊讶的是，马丁设法在相机上捕获了这些短暂的事件，但真正值得注意的是，他对这种摄影的奉献与我们Swarm任务的测量相吻合。尺寸方面的研究，我们肯定会从他的承诺中受益，因为他致力于在寒冷和黑暗的环境中闲逛!”

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