Čitaonica | Meteorologija | Zanimljivosti

Neobične svjetlosne pojave

28.11.2011. | Đurđica Marković

Postoje  svjetlosne pojave koje se javljaju u atmosferi (iznad troposfere), a za čije se postojanje nije znalo do prije dva desetljeća. Traju manje od sekunde, pa neke od njih možemo vidjeti tek krajičkom oka, dok neke od njih naše oko uopće ne može uhvatiti. Nastaju u atmosferi iznad grmljavinskih oblaka. To su vatrenjaci (sprite), vilenjaci (elves), plavi mlazovi (blue jet) te gnomovi (gnomes), trolovi (trolls), vile (pixies) i  divovski mlazovi (gigantic jets).

Tek su prije 20 godina (1989.) nastale prve fotografije vatrenjaka i to sasvim slučajno. Profesor Winckler sa sveučilišta u Minnesoti  noću je testirao kameru kojom je planirao snimiti lansiranje rakete, a njegovi studenti su, pregledavajući snimku, u daljini iznad grmljavinskog oblaka vidjeli vatrenjake. Da bi znanstvenici uopće snimili takvu pojavu, koja se na nebu javi kao bljesak i nestane, trebaju im vrlo osjetljive kamere, a da bi ih vidjeli prostim okom (one koje traju dovoljno dugo da ih uočimo) mora biti noć te naše oko mora biti naviknuto na mrak. Danas ih snimaju s vrlo osjetljivim kamerama koje su sposobne snimiti i 10.000 sličica u sekundi (za usporedbu, sekunda TV filma je sastavljena od 25 sličica).

Imena ovih pojava potječu iz bajki i mitologija, a engleski naziv vatrenjaka (sprite) iz Shakespeare-ovih drama (razigrana mitska bića). Takva „ neutralna“ imena su izabrana jer kad su ove pojave otkrivene nije bilo jasno kako nastaju, a ni dan danas njihov nastanak nije sasvim objašnjen.

Vatrenjaci (engl. sprite) nastaju za vrijeme snažnih oluja. Izgledom podsjećaju na ogromne meduze ili mrkve, a klasteri vatrenjaka mogu podsjećati i na anđele. Nastaju visoko iznad grmljavinskih oblaka, u mezosferi,  vertikalno se protežu sve do kraja ionosfere, a prema dolje i u stratosferu. Crvene su boje, a samo su krakovi koji se pružaju prema dolje plavi. Traju vrlo kratko, između 10 i 100 milisekundi, a nastaju djelić sekunde nakon jake pozitivne munje između oblaka i tla, na visinama od 70 – 80 km. Električno polje stvori iskru u jednoj točki i dalje se električni predvodnici granaju prema gore i prema dolje kao vidljivi krakovi. Slijede blještaviji, deblji kanali koji se šire prema početnoj točki. Ako se vatrenjake gleda kroz teleskop, može se uočiti  da nisu kompaktni nego su građeni od mreže električnih predvodnika. Boja vatrenjaka potiče od dušika koji je pobuđen slobodnim elektronima u atmosferi. Naime, električni izboj u atmosferi (munja) izaziva naglu promjenu u njenom električnom polju i pri tome se elektroni ubrzavaju te sudaraju sa molekulama dušika, pri čemu tako pobuđeni dušik zasvijetli. Koliko su vatrenjaci „česti“ govori činjenica da su pozitivne munje rijetke (javljaju se tek u 5% slučajeva), no ni svaka pozitivna munja ne proizvede vatrenjake. Dosad su zabilježena samo 2 vatrenjaka povezana sa negativnim munjama između oblaka i tla, a tisuće sa pozitivnim. S obzirom da se vatrenjaci pojavljuju u mezosferi, što je previsoko za istraživačke avione, a prenisko za svemirske letjelice u orbiti oko Zemlje, većina činjenica koje znamo o njima dolazi od osjetljivih video- kamera i elektromagnetskih senzora u laboratorijima na planinskim vrhovima. Snimljeni su samo noću.

Vilenjaci (engl. elves) su crveni bljeskovi svjetlosti, koji se u obliku diska javljaju na 100 km visine (blizu baze ionosfere). To su dakle prstenisvjetlosti koji se šire prema van kao valići u jezeru. Prvi puta su snimljeni 1995, no zapravo ih je teško snimiti čak i sa vrlo osjetljivim kamerama. Ponekad se jave zajedno sa vatrenjacima, no ne uvijek. Zanimljivo je da je njihovo postojanje prvo teoretski predviđeno, a tek su kasnije snimljeni. Traju kraće od vatrenjaka, manje od 1 milisekunde, zbog čega ih je nemoguće vidjeti golim okom. Uzrokuje ih elektromagnetski puls (od pražnjenja atmosfere) koji pobuđuje plinove na dnu ionosfere da svijetle.

Postoje i diskovi svjetlosti koji su niži i manji od vilenjaka. Zovu ih halo od vatrenjaka (slobodan prijevod, engl. sprite halo). Nastaju na visinama od 85 km i gibaju se prema dolje, prema 70 km visine. Traju oko 1 milisekunde, a iza njih nastaju vatrenjaci koji se čine kao da rastu iz tih prstenova. Smatra se da su početni stadij vatrenjaka.

Plavi mlazovi (engl. blue jet) su slabi mlazovi plave svjetlosti koji počinju točno iznad vrha grmljavinskog oblaka na oko 15 km visine i protežu se do 45 km visine. Od vrha oblaka se prema gore šire poput trube. Obično traju kraće od četvrtine sekunde. Rijetki su i mogu biti povezani sa jakim olujama i tučom u oblaku ispod njih. Teško ih je promatrati sa Zemlje jer su niži od vatrenjaka, a i brze kamere su manje osjetljive na plavu nego na crvenu boju. Mogu se vidjeti golim okom, ako smo od grmljavinskog oblaka udaljeni oko 150 km te se noću nalazimo u području gdje nema gradske rasvjete, a ni mjesečine. Najbolje ih je promatrati iz aviona, no to je preskupo. Izgleda da nisu vezani uz neko određeno pražnjenje između zemlje i oblaka, a snimljeni su 1994. dok su znanstvenici osjetljivim kamerama pričvršćenim na avion željeli snimiti vatrenjake.

Plavi starteri (engl. blue starters) su blještaviji od plavih mlazova, ali manji – dosežu dvadesetak kilometara visine. Zabilježeni su u područjima gdje su padala velika zrna tuče.  To su zapravo rijetki bljeskovi i točke na nižim visinama koji ne prerastu u plave mlazove. Prvi puta su viđeni 1994.

Divovski mlazovi (engl. gigantic jets) su goleme munje koje dosižu visinu od 65 km. Otkriveni su slučajno, ekipa sa sveučilišta u Taiwanu je 2002. željela promatrati vatrenjake iznad oluje u Južnom kineskom moru sa vrha jedne planine, ali su vremenski uvjeti bili loši pa su samo postavili digitalne kamere na krov odmarališta – nadali su se da će uloviti bar djelić vatrenjaka, no snimili su pet divovskih mlazova kako se protežu od vrha oblaka do ionosfere (90 km). Trajali su nekoliko stotina milisekunda, a izgledali kao spoj vatrenjaka i plavog mlaza. Slike su crno – bijele pa se pretpostavlja da su donji dijelovi bili plavi, a gornji crveni. Viđeni su iznad tropskih oceana. U američkom Stjenjaku je sjedište promatračkog programa i od 1992. je zabilježeno gotovo 10000 vatrenjaka, ali ni jedan divovski mlaz.

Vile (engl. pixies) su male, ali intenzivne točke svjetlosti raspršene po površini vrha konvektivnog oblaka. Pretpostavlja se da su velike oko 100 m, a traju oko 16 milisekundi.

Gnomovi (patuljci, engl. gnomes) su kratki kanali svjetlosti poput uspravne munje, široki manje od 200 m, a iznad vrha oblaka narastu oko 1 km. Blještaviji su i kompaktniji od plavih mlazova.

Odgovor na pitanje koliko se često javljaju ove svjetlosne pojave daje detektor smješten na satelitu FORMOSAT_2: u tri godine je izbrojano 5434 vilenjaka i 633 vatrenjaka te samo 13 plavih mlazova. Također su vatrenjaci češći nad kontinentima, a vilenjaci nad oceanima.

Pogledaje  crvene vilenjake i plave mlazove uhvaćene okom kamere!