Что такое синий, видимый немногими человеческими глазами, и проскальзывающий по небу менее чем за секунду? Ответ "голубые струи" может звучать как какой-то выдуманный супергерой. Но эти струи, возникающие во время грозы, реальны. Их также сложно наблюдать.
В последние годы камеры и датчики на Международной космической станции (МКС) помогают ученым определять характеристики синих струй, синих вспышек и других световых шоу, создаваемых естественным светом на вершинах гроз. Ученые хотят знать, как часто они возникают, в каких условиях они возникают и как они могут повлиять на атмосферу Земли.
Синяя струя — это, по сути, разновидность молнии. Но в отличие от традиционных молний, которые мы видим с земли, синие струи стреляют вверх от вершин гроз к краю космоса. Менее чем за секунду реактивный самолет может достичь стратопаузы (50 километров над поверхностью Земли).
Первое в своем роде цветное видео, снятое с МКС 8 сентября 2015 года, позволило ученым познакомиться поближе. Проплывая в куполе, когда МКС проходила над Индией, астронавт Андреас Могенсен заметил сильную грозу, развивающуюся над Бенгальским заливом. Он снял 160 секунд видео на Nikon D4, зафиксировав 245 коротких синих разрядов в верхнем слое облака. Один из этих выбросов поднялся над облаком в стратосферу, как видно на изображении в верхней части этой страницы (кадр из этого видео). Это синий джет. Грозовая туча освещена традиционной молнией.
Ученые изучили электрическое световое шоу, запечатленное на видео Могенсена, и опубликовали анализ в январе 2017 года. Замечательное видео остается единственным в своем роде, но с тех пор исследователи начали проводить более непрерывные наблюдения с помощью инструментов, установленных снаружи космической станции. NASA установило датчик изображения молний в 2017 году, а Европейское космическое агентство добавило в 2018 году Монитор взаимодействия атмосферы и космоса (ASIM).
Недавно исследователи использовали инструменты ASIM, чтобы охарактеризовать грозу, которая произошла в феврале 2019 года недалеко от острова Науру в южной части Тихого океана. Во время этого шторма камеры ASIM наблюдали пульсирующую синюю струю — то же самое явление синей молнии, которое было запечатлено Могенсеном на видео 2015 года.
Используя фотометры ASIM, ученые также обнаружили другие более короткоживущие особенности, исходящие из верхней части облака — пять интенсивных "синих вспышек", каждая продолжительностью около 10 микросекунд. Расположение вспышек на грозовой ячейке отмечено на карте выше. Одна из этих вспышек, показанная на приведенном выше спектральном измерении, создала синюю струю.
Торстен Нойберт, ученый из Технического университета Дании, и его коллеги описали события в статье 2021 года в журнале Nature. Исследователи полагают, что синие вспышки на вершинах гроз могут быть обычным явлением, что является важным фактором при рассмотрении их воздействия на атмосферу Земли.
