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2022-10-29 18:58

Spritacular:用相机捕捉难以捉摸的上层大气电现象

Red Sprites Formed Above Thunderstorms in Southeast Aegean Sea

这是2021年12月4日从希腊雅典东郊拍摄到的爱琴海东南部雷暴上空形成的红色精灵。版权:Thanasis Papathanasiou

一道闪电,然后——又发生了什么。在暴风雨的高空,一个深红色的身影忽隐忽现。如果你看到了它,你就幸运地目睹了精灵,这是地球上层大气中最不为人知的电现象之一。但如果你用相机捕捉到它,你的照片可能会为突破性的科学发现做出贡献。

Spritacular是美国宇航局最新的公民科学项目,它利用众包的力量来推进对精灵和其他瞬变发光事件(TLEs)的研究。闪电包括一系列发生在雷暴上方的电现象,并产生短暂的闪光。这个新的公民科学项目旨在将专业科学家与那些希望他们的摄影作品为科学研究做出贡献的公众联系起来。

“人们捕捉我Spritacular公司的首席研究员Burcu Kosar博士说:“这是一组非常有趣的精灵照片,但它们在互联网上偶尔被分享,大多数科学界都不知道这些照片。”Spritacular将通过创建第一个众包数据库来弥补这一差距科学研究中容易获得的精灵和其他小物件。”科萨是美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心的空间物理学家。Red Sprite ISS Expedition 44 Crew

2015年8月10日,国际空间站44号探险队成员在雷雨上空拍摄到一个红色精灵(由白色箭头指示)。来源:美国国家航空航天局

精灵出现在大约50英里(80公里)的高空,高于雷暴。它们出现在闪电击中后的瞬间——一种突然的红色闪光,可以呈现出各种形状,通常结合了弥漫的羽状物和明亮的刺状卷须。有些精灵会在暴风雨中跳舞,一个接一个地打开和关闭。关于它们是如何形成的以及为什么形成的,还有很多问题没有得到解答。

据目击者报道,雷暴上空奇怪的闪光可以追溯到几百年前,但直到1989年,相机才第一次捕捉到这种现象。来自明尼苏达大学的研究人员正在测试一种微光电视摄像机,用于即将到来的火箭飞行任务。纯属偶然,他们的相机捕捉到了我们现在所说的精灵的第一个可信证据。

科萨尔说:“这不是一台分辨率很高、速度也不快的相机——他们只是在附近的雷暴上方捕捉到了两个发光斑点。”“整个领域的启动是因为一台摄像机在正确的时间对准了正确的方向。”

科学家将这些难以捉摸的事件称为“精灵”,这是欧洲民间传说中神话般的仙女生物的参考。随着其他类型的tle的发现,这种有趣的命名惯例被保留了下来。今天,科学家们研究了elf、光晕、蓝色喷流、巨型喷流等。

然而,我们对精灵和其他精灵的观察仍然太少,我们不知道的还有很多。一些尚未解决的主要问题包括:

  • 精灵出现的频率有多高?为什么它们会变成这样?
  • 什么公司高空大气条件触发雪碧启动?
  • 精灵如何影响地球的全球电路,它们的作用是什么对地球上层大气能量的贡献?
  • 精灵是如何运作的与引力波相连吗?引力波是由风驱动的能量波纹穿过我们的上层大气?

回答这些问题可能导致地球高层大气科学的重大进展。但要到达那里,Spritacular需要你的帮助!

成为一个Spritacular的公民科学家

Spritacular的第一个目标是建立一个图像数据库:收集精灵和其他小精灵的观察结果,这将有助于回答上述问题。

许多市面上的数码单反相机都适合捕捉精灵。最难的部分是知道何时何地去找。通过汇集经验丰富的“精灵追逐者”,并提供教育支持和资源,Spritacular旨在为你提供成功捕获所需的所有指导。

如果您认为您已经捕捉到一个精灵或其他TLEs的照片,您可以创建一个帐户,然后提交您的照片和照片细节(照片的时间和位置)到Spritacular。最好提供准确的时间和地点细节,但也可以接受大致的时间和地点,并提供足够的细节。要提交照片,您必须是捕获它的摄影师。

所有提交的照片都将由科学家审阅。与科学家合作并且其图像导致科学研究或发现的提交者将根据贡献的水平,在最终的科学出版物上被适当地确认或列为共同作者。

Spritacular的更大目标是促进TLEs观测者和科学界之间的相互交流,并激励世界各地的公民科学家参与这些难以捉摸的事件的调查。随着Spritacular社区和图像数据库的发展,Kosar计划实现新的软件工具,自动将提交的内容与雷电数据库进行交叉引用。这些工具将允许用户分析他们自己的图像,并为科学方法做出贡献。

Spritacular是美国宇航局资助的公民科学项目,与位于华盛顿特区的美国天主教大学合作。主要研究员是Burcu Kosar博士,合作研究员是Jia Yue博士。