Tomasz Wozniak/Shutterstock
Åskväder är imponerande krafter som formar vår miljö och vardag. Medan de ljusa vita blixtarna vi oftast ser är de klassiska blixtnedslagen, är himlen ibland värd för ett tystare, djupare skådespel:röda sprites. Dessa lysande, manetformade utbrott bryter ut från toppen av åskmoln, når upp till 30 miles breda och svävar mer än 50 miles över marken - långt bortom den typiska 4-12 miles räckvidden av troposfären där mest stormaktivitet sker.
Sprites tillhör en bredare klass av atmosfäriska fenomen som kallas transient luminous events (TLE). De utlöses när ett kraftfullt, positivt laddat blixtnedslag laddar ur energi uppåt, vilket skapar en kaskad av elektriska laddningar som fortplantar sig genom molnets övre lager.
Under årtionden var sprites förpassade till anekdotiska rapporter från piloter och ögonvittnen. Deras flyktiga natur – som bara varar i några millisekunder – och deras avlägsna ursprung på hög höjd gjorde dem svåra att fånga. Den första definitiva observationen kom 1989 när forskare vid University of Minnesota spelade in en sprite med hjälp av en tv-kamera med svagt ljus under ett stormbevakningsexperiment.
Sedan dess har avancerade plattformar öppnat nya fönster till TLE:er. Under 2018 satte Europeiska rymdorganisationen ut Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM) på den internationella rymdstationen (ISS). ASIMs höghastighetskameror och spektrometrar dokumenterar kontinuerligt sprites och relaterade händelser för snabbt för markbaserade instrument. Samtidigt övervakar Japan Aerospace Exploration Agencys Light-1 CubeSat, uppskjuten från ISS, högenergigammablixtar som åtföljer dessa atmosfäriska urladdningar.
Forskare undersöker sprites för att reda ut deras atmosfäriska roller och för att utnyttja deras insikter för praktiska tillämpningar. Kartläggning av var TLE förekommer inom åskväder kan förbättra flygsäkerheten genom att identifiera flygkorridorer som ofta möter dessa energiska händelser. Dessutom påverkar sprites kemin i den övre atmosfären och förändrar absorption, reflektion och strålning av energi – variabler som matas in direkt i klimatmodeller och hjälper till att förfina prognoser av framtida uppvärmning.
TLE:er interagerar också med jonosfären, det 50-till-400-mil-höga lagret av laddade partiklar som upprätthåller långdistansradiokommunikation, inklusive GPS-signaler. När sprite-genererad elektrisk energi tränger in i jonosfären kan den tillfälligt förvränga radiovågsutbredning, vilket kan störa navigations- och kommunikationssystem.
ASIM kommer att fortsätta att samla in data fram till ISS:s planerade avveckling 2030, medan forskarteam utvecklar ännu känsligare instrument för att fånga de snabbaste, mest subtila atmosfäriska blixtarna. Från en mytisk legend till en hörnsten i modern atmosfärisk vetenskap, sprites är redo att avslöja djupare sanningar om vår planets väder och teknologi under det kommande decenniet.
