科學家調查觸及太空邊緣的逆向閃電

據CNET報道， 2018年5月14日暴風雨期間在俄克拉荷馬州上空形成了巨大噴流。與其說是用鋸齒狀的閃電散布在地球上，不如說是為這場風暴提供動力的濃密雲層將一道閃電向上噴出50英里，足以擦過電離層或太空的邊緣。這種猛烈的、逆向的電力爆發很快就會被列為自然界最神秘的大氣現象之一：一個巨大噴流。

巨大噴流只是與普通閃電一起誕生的發光光束，但指向相反的方向。但它們比朝下的對應物強得多，有時甚至威脅到漂浮在我們星球軌道上的太空飛行器或其他技術。而這個特定的是令人難以置信的強烈。它被認為是迄今為止所研究的同類事件中最強大的，估計攜帶了300庫侖的電荷，比典型的閃電所攜帶的電荷多100倍。

在過去的20年裡，科學家們已經確定了幾種這種奇怪的力量，但其中許多目擊事件是公眾意外捕捉到的。

例如，一架從印度巴德拉克上空經過的飛機拍攝到了一條紫色條紋，另一個是在中國石坑崆海拔1902米的山頂附近用夜間相機拍攝到的。2013年，美國宇航局在國際空間站上增加了一個實驗，以幫助更好地、更積極地觀察雲頂上方的場景，以便我們能夠捕捉到巨大噴流的行動。儘管如此，科學界仍然沒有很多為搜索而定製的觀測系統。

這就是為什麼俄克拉荷馬州2018年的事件是偶然的。碰巧的是，這一極端事件發生在該州一堆相關的科學儀器附近，如衛星網絡和檢測所謂的”極高頻信號”的閃電測繪系統。該地區的一位公民科學家甚至用弱光相機拍下了它。因此，根據所有這些線索，一組科學家收集了儘可能多的關於這架飛機的數據，試圖對四年前發生在俄克拉荷馬州天空中的事情進行詳細描述。

佐治亞理工學院的研究科學家、8月3日發表在《科學進展》雜誌上的一篇關於該結構的論文的作者Levi Boggs在一份新聞稿中說：“我們能夠用真正高質量的數據對這個巨大噴流進行三維繪圖。”

這樣的三維結構在尋求解碼巨大噴流的過程中非常重要，因為它們從雲層中升起意味着它們經常被遮擋在視野之外。 Boggs說：“我們能夠看到雲頂之上的非常高的頻率源，這在以前是沒有看到過的，而且是如此的詳細。而這些甚高頻信號提供了一個關於巨大噴流的信息‘金礦’。”

基本上，從雷雨雲中發出的閃電是由引線和流線的組合產生的。引線是電荷差異的結果，有助於發展閃電，而流線則是在這些發展中的閃電的最頂端。這些力量共同作用於傳播來自暴風雲內部的電流，但引線通常構成了放電的主體。

新研究的研究人員首先明確地看到，在俄克拉荷馬州的事件中，巨大噴流產生的引線和流線位於雷暴雲的上方，而不是在它們通常被發現的底部。其次，“無線電和光學數據顯示了第一個明確的證據，即閃電網絡觀察到的VHF是由首領前面的流線產生的，”研究作者寫道。

“那些冷流在雲頂上方開始傳播，”Boggs解釋說。“它們一直傳播到低電離層，高度為50-60英里，在雲頂和低電離層之間建立了直接的電氣連接。”

除此之外，研究小組還剖析了許多其他有趣的巨大噴流電荷動態，甚至對這些奇怪的光束為什麼會噴出的一個可能的解釋做出了定論。“不管是什麼原因，通常會有一個雲對地放電的抑制，”Boggs說。“在沒有我們通常看到的閃電放電的情況下，巨大噴流可能緩解了雲中多餘的負電荷的積聚。”