Accoppiamento dinamico dei campi quasi-elettrostatici delle nubi temporalesche alla mesosfera e alla bassa ionosfera: Sprite e getti

Titolo originale:

Dynamic Coupling of Quasi-Electrostatic Thundercloud Fields to the Mesosphere and Lower Ionosphere: Sprites and Jets

Contenuto del libro:

I Red Sprites e i Blue Jets sono due tipi diversi di lampi ottici recentemente scoperti e osservati sopra grandi sistemi temporaleschi. Le sprites sono bagliori luminosi che si verificano ad altitudini che vanno in genere da circa 50 a 90 km.

In video mostrano un colore rosso nella parte superiore che cambia gradualmente in blu ad altitudini inferiori. Gli sprite possono presentarsi singolarmente o in gruppi di due o più. L'estensione laterale degli sprite "unitari" è in genere di 5-10 km e la loro durata è di alcuni millisecondi.

I getti sono fasci di luminosità altamente collimati che si muovono verso l'alto (circa 100 km/s), emanati dalle cime delle nubi temporalesche, che si estendono fino a circa 50 km di altitudine e presentano un colore prevalentemente blu. Proponiamo che gli sprite siano il risultato di grandi transienti di campo elettrico in grado di provocare il riscaldamento degli elettroni, la ionizzazione di breakdown e l'eccitazione di emissioni ottiche ad altitudini mesosferiche, in seguito alla rimozione della carica della nube da parte di una scarica da nube a terra.

A seconda della storia dell'accumulo e della rimozione della carica e della distribuzione della conduttività atmosferica, la regione di breakdown può assumere la forma di colonne di ionizzazione orientate verticalmente. I risultati di un modello quasi-elettrostatico (QE) bidimensionale e autoconsistente indicano che la maggior parte delle caratteristiche osservate delle sprites possono essere spiegate in termini di formazione e propagazione autoguidata di canali di ionizzazione di tipo streamer.

Il confronto delle intensità di emissione ottica della 1ª e 2ª banda positiva di N2, della banda Meinel e della 1ª banda negativa di N2(+) e della 1ª banda negativa di O2(+) dimostra che la 1ª banda positiva di N2 è l'emissione ottica dominante nell'intervallo di altitudine di circa 50-90 km, il che spiega il colore rosso osservato delle sprites.