Οι περισσότεροι άνθρωποι αντιλαμβάνονται τις καταιγίδες μόνο μέσα από τον γνώριμο ήχο της βροντής και τη λάμψη της αστραπής. Ωστόσο στον ουρανό εκτυλίσσονται εντυπωσιακά ηλεκτρικά φαινόμενα, ορατά κυρίως από το Διάστημα, για τα οποία πλέον μπορούμε να έχουμε εικόνα μετά από φωτογραφία που μοιράστηκε η NASA. Ads Πρόκειται για τα λεγόμενα παροδικά φωτεινά φαινόμενα (Transient Luminous Events – TLEs), τα οποία εμφανίζονται ως πολύχρωμες εκκενώσεις πάνω από τις καταιγίδες: μπλε πίδακες, κόκκινες εκκενώσεις που μοιάζουν με μέδουσες, ιώδη φωτοστέφανα και τεράστιοι υπεριώδεις δακτύλιοι φωτός.
Για δεκαετίες τα φαινόμενα αυτά παρέμεναν σχεδόν μυστηριώδη. Διαρκούν μόλις κλάσματα του δευτερολέπτου και καταγράφονταν κυρίως μέσα από αφηγήσεις πιλότων ή από σπάνιες, «τυχερές» φωτογραφίες. Η εικόνα αυτή άρχισε να αλλάζει χάρη στις παρατηρήσεις από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS), ο οποίος προσφέρει μια μοναδική, ανεμπόδιστη θέα πάνω από τις καταιγίδες.
Από την τροχιά του, εξειδικευμένες κάμερες και αισθητήρες καταγράφουν κάθε φευγαλέα λάμψη στην ανώτερη ατμόσφαιρα. Οι επιστήμονες διαπιστώνουν πλέον ότι τα φαινόμενα αυτά δεν είναι απλώς εντυπωσιακά, αλλά μπορεί να επηρεάζουν τις ραδιοεπικοινωνίες μεγάλων αποστάσεων, την ασφάλεια των αεροσκαφών και ακόμη και τη χημική σύσταση της ανώτερης ατμόσφαιρας. Ads NASA/Nichole Ayers
Οι καταιγίδες όπως φαίνονται από το Διάστημα
Κεντρικό ρόλο στις παρατηρήσεις έχει το όργανο ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor), που αναπτύχθηκε από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος (ESA) και τοποθετήθηκε σε εξωτερική πλατφόρμα του ISS το 2018.
Το ASIM είναι σχεδιασμένο να καταγράφει εξαιρετικά σύντομες και αμυδρές λάμψεις στην ατμόσφαιρα, ακόμη και μικρότερες από ένα νύχι και ταχύτερες από έναν χτύπο της καρδιάς. Με τη βοήθεια καμερών υψηλής ταχύτητας και φωτόμετρων, το όργανο έχει ήδη συλλέξει πολύ περισσότερα δεδομένα απ’ όσα περίμεναν αρχικά οι επιστήμονες.
Οι μετρήσεις δείχνουν ότι ορισμένες ηλεκτρικές εκκενώσεις στην κορυφή καταιγιδοφόρων νεφών μπορούν να διοχετεύσουν ηλεκτρομαγνητική ενέργεια μέχρι την ιονόσφαιρα. Εκεί δημιουργείται ένας τεράστιος υπεριώδης δακτύλιος φωτός, γνωστός ως ELVES, που μπορεί να επηρεάζει το ηλεκτρικό φορτίο της ατμόσφαιρας σε αποστάσεις εκατοντάδων χιλιομέτρων.
Μπλε πίδακες και «μέδουσες» στον ουρανό
Ανάμεσα στα πιο μυστηριώδη φαινόμενα είναι οι λεγόμενες κόκκινες εκκενώσεις (sprites), που εμφανίζονται στη μεσόσφαιρα και θυμίζουν ανεστραμμένες μέδουσες. Διαρκούν μόλις λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου.
Εξίσου εντυπωσιακοί είναι και οι μπλε πίδακες (blue jets), που εκτοξεύονται από τις κορυφές των καταιγιδοφόρων νεφών προς τη στρατόσφαιρα. Λόγω της ταχύτητας και του ύψους στο οποίο εκδηλώνονται, τα φαινόμενα αυτά ήταν μέχρι πρόσφατα σχεδόν αδύνατο να καταγραφούν με λεπτομέρεια από τη Γη. Από την τροχιά του όμως, ο ISS μπορεί πλέον να τα παρακολουθεί καθαρά.
Πώς αξιοποιούνται οι παρατηρήσεις
Τα δεδομένα του ASIM, σε συνδυασμό με μετρήσεις από επίγεια όργανα, επιτρέπουν στους επιστήμονες να προσδιορίζουν με ακρίβεια το ύψος και τα χαρακτηριστικά των ηλεκτρικών εκκενώσεων. Σε μία από τις μελέτες, επιβεβαιώθηκε ότι οι μπλε πίδακες μπορούν να φτάνουν πολύ ψηλότερα από το κατώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας όπου εκδηλώνονται τα καιρικά φαινόμενα.
Οι πληροφορίες αυτές βελτιώνουν τα μοντέλα ηλεκτρικής φόρτισης των καταιγίδων και μπορεί να αποδειχθούν χρήσιμες και για την αεροπορία, βοηθώντας στον εντοπισμό περιοχών όπου αναπτύσσονται επικίνδυνα ηλεκτρικά πεδία.
Παράλληλα, σημαντικό ρόλο παίζει και ο θόλος παρατήρησης του ISS, με τα επτά παράθυρα, από όπου οι αστροναύτες μπορούν να καταγράφουν καταιγίδες στη Γη. Στο πλαίσιο του πειράματος Thor-Davis του ESA, χρησιμοποιείται μια υπερσύγχρονη κάμερα που καταγράφει έως και 100.000 καρέ το δευτερόλεπτο.
Τα βίντεο αργής κίνησης που προκύπτουν αποκαλύπτουν λεπτομέρειες στην εξέλιξη των ηλεκτρικών νημάτων της αστραπής που μέχρι σήμερα δεν είχαν προβλεφθεί από τα επιστημονικά μοντέλα. Στο μέλλον, οι παρατηρήσεις αυτές θα μπορούσαν να βοηθήσουν ακόμη και στη βελτίωση των συστημάτων προειδοποίησης για ισχυρές καταιγίδες που απειλούν δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας.