Редкие фотографии астронавта с грозой из космоса раскрывают бурную науку

С уникальной точки обзора Международной космической станции (МКС) датский астронавт Андреас Могенсен сделал первые в истории фотографии странных и редко встречающихся деталей гроз.





Ученые в эксперименте Тор использовали снимки астронавта, чтобы наблюдать неуловимую электрическую активность, существование которой исследователи долго обсуждали. Среди находок космонавта выстрел пульсирующей синей струи который простирался на 25 миль (40 километров), редкая особенность что ученым трудно изучать, говорится в заявлении Европейского космического агентства (ESA).

«Условия просмотра и разрешение камеры, которую использовал Андреас, превосходят обычные спутниковые наблюдения», - сообщил guesswhozoo.com по электронной почте Оливье Шанрион, ведущий автор статьи об эксперименте. Чанрион, исследователь из Датского национального космического института, руководил Тором, которому потребовался астронавт на борту космической станции, чтобы сфотографировать трудноизучаемые верхние слои грозы. По словам исследователей, результаты показали, что мощные электрические разряды возникали в разгар шторма гораздо чаще, чем наблюдалось ранее. [Потрясающие фотографии шторма из космоса астронавта Скотта Келли]

«Обильная активность, которую Андреас Могенсен зафиксировал с МКС, была новой. Мы не ожидали, что на вершине облачной турели возникнет столько синего разряда, - сказал Чанрион.



Молния бьет снова и снова

Грозы производят ослепительные молнии, видимые с земли, но облака скрывают другую активность, происходящую в их самых верхних слоях. Электрическая активность этих штормов может повлиять на химический состав атмосферы, как и любой, кто почувствовал запах озона во время шторма может засвидетельствовать; сила воздействия зависит от силы, частоты и типов электрических разрядов.

Когда Могенсен пролетал над Бенгальским заливом на борту станции, двигаясь со скоростью 17 900 миль в час (28 800 км / ч), он использовал самую чувствительную камеру МКС для записи грозы. Его изображения были первыми, в которых были запечатлены пульсирующие разряды на вершинах грозовых облаков. документ с описанием их исследования , который был опубликован в журнале Geophysical Research Letters.

«Они демонстрируют удивительное разнообразие форм, которые может принимать электрическая активность, поскольку мы продолжаем открывать новые разновидности разрядов во время гроз и над ними», - пишут исследователи.



Изображения также показали голубые, похожие на капли разряды в поверхностном слое облаков, протяженностью от 2,5 до 5,5 квадратных миль (от 4 до 9 квадратных километров) и происходящие примерно 90 раз в минуту. Ученые сообщили в статье, что это первое наблюдение синих поверхностных разрядов с такими характеристиками.

Исследование также выявило красные усики, созданные «спрайтами» (мощными электрическими разрядами), которые длятся всего несколько миллисекунд. s Спрайты образуются из-за неровностей в верхних слоях атмосферы Земли. По словам соавтора исследования Торстена Нойберта из Национального космического института Дании, их кратковременность затрудняет их обнаружение.

«Перспектива МКС означает все, вместе с цветной камерой с высоким разрешением», - сказал Нойберт guesswhozoo.com.



По их словам, невероятные фотографии поразили ученых, обнаружив взаимодействия между грозой и атмосферой, которые до конца не изучены. По словам Нойберта, электрические удары могут повлиять на концентрацию парниковых газов, играя важную роль в перемещении газов между слоями атмосферы.

«Мы обнаружили, что верхняя часть грозовой тучи намного более электрически активна, чем предполагалось», - сказал Нойберт. «Это был сюрприз. Это означает, что грозы влияют на нижнюю стратосферу больше, чем мы думали ».

Две активные области вершины облаков, освещенные молниями и сфотографированные при наблюдениях с МКС.

Две активные области вершины облаков, освещенные молниями и сфотографированные при наблюдениях с МКС.(Изображение предоставлено: hanrion, OT Neubert, A. Mogensen, Y. Yair, M. Stendel, R. Singh и D. Siingh (2016), Обильная активность синих электрических разрядов на вершинах гроз, Geophys. Res. Lett. ., 44, DOI: 10.1002 / 2016GL071311)

Вид сверху

В любой момент почти 1800 гроз происходят где-то в мире , сообщает Национальная метеорологическая служба. Хотя наземные наблюдения за этими штормами довольно просты, изучение верхних слоев может оказаться более сложной задачей. Само облако может блокировать активность наверху, поглощая синий свет, создаваемый молнией, сказал Чанрион.

Грозы «наблюдались с самолетов, но обычно они кружат вокруг шторма на некотором расстоянии из соображений безопасности», - сказал Нойберт. «Более того, очень немногие самолеты могут подняться на большую высоту, необходимую для наблюдения за грозовыми облаками».

По словам Нойберта, горстка самолетов, которые могут летать на такие большие высоты, будь то пилотируемые или беспилотные летательные аппараты, обычно летают при дневном свете, когда трудно заметить активность.

Другой вариант - воздушные шары, но их нужно запускать при тихом ветре, сказал Нойберт. Обычно это происходит рано утром, но грозы чаще развиваются во второй половине дня, сказал он.

«Нужно быть удачливым, чтобы шар полетел там, где интересно», - сказал он.

По его словам, спутники могут достигать необходимой высоты, но часто не имеют необходимого разрешения, чтобы увидеть детали структуры облаков.

Помня об этих проблемах, Нойберт предложил запросить первую Датский космонавт на борту космической станции фотографируют грозы для эксперимента под руководством Дании. В сентябре 2015 года Могенсен сделал короткие видеоролики с грозами над Индией, которые он снял с купола космической станции и отправил их на землю в течение нескольких часов.

Но космонавт не бросился с фотоаппаратом к окну, когда увидел на Земле грозу. Команда на месте должна была точно предсказать грозы, а затем согласовать их с графиком Могенсена, по крайней мере, за три дня.

«Помните, что грозы приходят и уходят, и время эксперимента« Тор »должно быть, когда МКС пролетает над грозой, - сказал Нойберт. «Большинство других экспериментов [астронавтов] не имеют такой сложности».

Невероятные изображения Тора могут дать представление о грядущих событиях. Исследователи заявили, что у них все еще есть вопросы о том, насколько распространенной может быть активность, наблюдаемая во время одиночного шторма. Эксперимент был предшественником эксперимента ESA's Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM), ведущим ученым которого является Нойберт. Он сказал, что ожидает, что ASIM должен быть установлен на станции либо в конце 2017 года, либо в начале 2018 года.

«Мы надеемся убедить других астронавтов продолжить работу с Тором, когда на МКС будет установлен ASIM, чтобы мы могли получить дополнительные наблюдения», - сказал Нойберт.

«Не каждый день удается запечатлеть новые погодные явления на пленку, поэтому я очень доволен результатом, но тем более, что вскоре исследователи смогут более подробно исследовать эти интригующие грозы», - сказал Могенсен. заявление.

Следите за новостями Нолы Тейлор Редд на Twitter. @NolaTRedd Facebook или Google+ . Следуйте за нами на @Spacedotcom , Facebook или Google+ . Первоначально опубликовано guesswhozoo.com .