Высотные разряды в атмосфере
Высо́тные разря́ды в атмосфе́ре, искровые электрические разряды, наблюдаемые в атмосфере Земли выше тропосферных облаков. В отличие от молний эти разряды чаще всего направлены вверх, а не к земле или другому облаку.
Высотные разряды в атмосфере Земли были открыты в ночь с 5 на 6 июля 1989 г. американским физиком Дж. Р. Уинклером, который направил высокочувствительную видеокамеру на область над грозовыми облаками и обнаружил несколько восходящих ярких вспышек, направленных к ионосфере. Наблюдения, организованные 8 июля 1993 г. в Форт-Коллинс (штат Колорадо) позволили исследователям зафиксировать более 200 высотных разрядов. На следующую ночь для уточнения высоты разрядов была задействована специализированная летающая лаборатория на борту самолёта DC-8: разряды с характерными размерами в несколько десятков километров были обнаружены на высотах не менее 50–60 км. В настоящее время общепринятой является классификация, выделяющая 4 основных типа высотных разрядов в атмосфере: спрайты, гало, эльфы и джеты (см. рисунок).
Схематичное изображение типов высотных разрядов в атмосфере.Джеты зарождаются ближе всего к земле и стартуют с верхней части облака, распространяясь вверх со скоростью около 100 км/с. Особо мощные джеты способны достигнуть мезосферы. Такие разряды (встречающиеся достаточно редко) называют гигантскими джетами. Джеты наблюдаются обычно в экваториальных областях, где грозовые облака могут достигать высоты 18 км, и практически не наблюдаются на 30-х и более высоких широтах, где тропопауза располагается существенно ниже.
Эльфы – самые короткоживущие высотные разряды, и в то же время наиболее распространённые (в атмосфере Земли может наблюдаться до 35 событий в минуту). Эльф представляет собой красно-фиолетовое кольцо в нижней ионосфере на высотах 80–100 км, средняя яркость эльфа 0,17 МРл.
Спрайт имеет вид яркого структурированного свечения горизонтальным размером до 40–50 км, наблюдаемого на высотах 50–90 км. Это наиболее объёмные высотные разряды со средней яркостью 1,5 МРл. Несмотря на то что полное название этого вида разряда – красные спрайты, оптическое излучение сосредоточено не только в красной, но и в синей области спектра. Гораздо чаще спрайтов на высоте около 75–85 км возникает гало – светящийся диск с поперечным масштабом 40–80 км в мезосфере непосредственно над областью тропосферного разряда.
Скорее всего, человечество не сможет использовать напрямую высотные разряды в хозяйственной деятельности, ввиду их редкости и значительной высоты инициации. Тем не менее высотные разряды являются частью Глобальной электрической цепи в атмосфере и интересным геофизическим объектом для исследования. По современным представлениям наибольшее влияние на атмосферу оказывают спрайты и гигантские джеты. Спрайты локально поддерживают проводимость ночной мезосферы, могут влиять на распространение радиоволн, возможно, связаны с серебристыми облаками и гравитационными волнами. Предпринимаются попытки анализировать свойства мезосферы по характеристикам спрайтов, т. е. использовать их как диагностический инструмент. Гигантские джеты интересны тем, что напрямую соединяют тропосферу и ионосферу и могут вносить значительные возмущения в химический баланс при прохождении озонового слоя.