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雷暴期间紫外精灵和伽玛射线同时出现

发布:laserpulse    |    2019-12-24 22:28    阅读:266
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从国际空间站上进行的观测,已经发现了与闪电有关的两种辐射光的新见解。丹麦技术大学的Torsten Neubert及其同事推论,紫外线和地面伽玛射线闪光都是由闪电爆发驱动的-每个现象都在雷云的顶部可见。从地面上的角度来看,闪电既美丽又暴力。闪光灯是由强电场形成的,该强电场在地面与暴风云内的自由电子之间建立,并形成向下到达地面的闪电。同时,还有超出了我们正常视野的其他过程发生在云端之上。地面伽马射线闪光(TGF)是辐射的短时发射,据认为是由强电场将电子加速到非常高的速度而产生的。同样,在云层上方是瞬态紫外线和称为“精灵”的光发射。据认为,这些是由电磁波在较低的电离层中产生的,电磁波从强大的雷电流向外扩展。

观测表明伽玛射线闪光和精灵有相似的起源。 (由iStock / prudkov提供)

不确定连接

两种作用都是已知的,但气象学家仍在争论精灵和TGF的确切生成过程。科学家们还不确定这些效果是否相关。为了解决这个问题,诺伊伯特(Neubert)的团队使用了“大气-空间相互作用监测器(ASIM)”,该监测器同时捕获了整个电磁频谱中的辐射。从其在国际空间站上的位置来看,研究人员指出ASIM的传感器应直下,以最大程度地减少大气吸收引起的伽马射线通量损失,使它们能够获得时间分辨率仅为10 µs的图像。

通过这种设置,诺伊伯特(Neubert)及其同事在2018年10月袭击印度尼西亚的雷暴上方高出12 km的高度收集了排放物的高速观测结果,其中一个特殊的TGF伴有一名精灵。通过这种行为,研究小组推断出,在雷电流脉冲开始时,雷暴云内部会形成强电场,从而在几毫秒后产生TGF。这表明雷电流在高海拔地区迅速形成。总之,这些观察结果表明,风暴的精灵及其TGF都是由相同的事件序列引起的。这些图像使Neubert的团队得出结论,即TGF和精灵都由闪电供电,这有力地证明了这两个过程实际上是相互联系的。他们现在希望进一步探讨触发每种类型的闪光灯的事件顺序,潜在地帮助气象学家更多地了解雷暴中活跃的物理过程。

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