Pozorování vzácných nadoblačných blesků (1/2): Úvod

Prvně si shrneme, co se dá v nadoblačné sféře pozorovat. V zásadě jde rozdělit TLE (Transient Luminous Events - Přechodné světelné úkazy), co se týče možnosti pozorování, na dvě skupiny: Skřítci a Elfové. Jde v podstatě o druhy výbojů. Princip jejich vzniku je ovšem dodnes předmětem mnoha diskuzí.

Obojí vyžadují pro pozorování dohled 100 - 500 km. Zatímco pozorování těch nejvzdálenějších jsou většinou závislá na výšce obzoru v místě pozorování, ty bližší jsou již hodně často rušeny počasím z přicházející bouře. Při vzdálenosti bouře zhruba 150 km od vás je zapotřebí používat větší pozorovací pole, než je doporučených 40 - 45°, nebo zvedat kameru nad obzor. U jetu se naopak doporučuje vzdálenost menší jak 200 km, ale výjimkou je Gigantic jet, který svou velikostí spojuje obě kategorie. Jety jsou ale na rozdíl od první kategorie velmi vzácné.

A na konci úvodu ještě pár vysvětlujících komentářů: Cg+ je blesk s kladným nábojem z horní partie oblaku. Může být i životu nebezpečný, neboť při úderu do Země překonává obrovský elektrický potenciál (okolo 10 km). Další užívanou zkratkou je MCS. Jde o organizovaný komplex bouřek na větší ploše než obvyklá velikost bouřky. Mívá mnohdy oválný tvar a velikost i stovky kilometrů.

Duhy Transient Luminous Events

• Red sprites (rudý skřítek): Jde o nejběžnější typ TLE. Jejich výška nad zemským povrchem se pohybuje v rozmezí 90-60 km a spolu s vlásečnicemi Tendrils se může velikost zdvojnásobit. V ideálním případě mají podobu mrkve, sloupu nebo ve spojitosti s Tendrils vypadají jak medúzy. Ale někdy se objeví jen světlejší mlžné útvary neurčitého tvaru. Tyto druhy TLE mají zjevnou spojitost s výskytem vysokoenergetických Cg+ blesků v bouřkovém oblaku. Doba trvání bývá 1/50-1/100 s, avšak délka úkazu se občas prodlužuje v důsledku postupného šíření jednotlivých skupin nebo vzácněji v důsledku problikávání samotných Skřítků. To bývá typické u troposférických blesků.

• Tendrils jsou jemné vlásečnice, které ze Skřítku dále směřují do stratosféry a někdy dosahují i pod 30 km nad zemským povrchem. Doba trvání stejně jak u Skřítků.
• Sprites halo jsou disky nebo Elfům podobné kruhy, ale leží v nižší nadmořské výšce (cca 85 km) a jsou menší. Jejich výška se pohybuje do vzdálenosti i přes 100 km, přičemž mají i pohyb směrem nahoru do výšky 100 km, kde je hranice ionosféry. Mají průměrnou životnost kolem 1/100-1/300 s a jsou následovány Skřítky, kteří zřejmě vznikají z disku samotného hala. Možná to je počáteční fáze při tvorbě Skřítků, která není pokaždé viditelná.

Video: Red sprites, tendrils a sprites halo

• Elves (Elfové) jsou z TLE ty nejrychlejší a největší úkazy. Produkují intenzivní světelný svazek o krátké době trvání několik stovek až jedné tisíciny sekundy. Objeví se ve výšce kolem 100 km a šíří se prostorem ve tvaru kruhu do vzdálenosti několika stovek kilometrů. Ve vzácných případech jsou spojeny s výskytem Skřítků, a protože jsou velmi podobné se Sprites haly je zde možnost, že i tyto úkazy souvisí s CG+ blesky o vysokých energiích. Jejich existence byla předpovězena před tím, než byly poprvé pozorovány v roce 1994, a to v důsledku elektromagnetického rušení. Dlouho se vůbec nevědělo, jakou mají tyto blesky barvu, ale první pozorování z vesmíru potvrdilo stejnou červenou barvu podobně jako u Skřítku.
• Blue jet (Modrý výtrysk) je kužel světla slabé intenzity vystřelující z bouřkového oblaku do výšky až 45 km, má tvar oblaku z komína. Jsou docela vzácné a někdy jsou spojené s vysokou intenzitou bouří v dolních partiích oblaku. Potíž studie Modrého výtrysku je způsobena jednak relativně nízkou nadmořskou výškou, kde se projevují o dost níž než známí Skřítci, a skutečnost, že modré světlo se rozptyluje ve vzduchu více než červené. Kromě toho, vysokorychlostní kamery jsou málo citlivé na modrou barvu. Ideálním řešením by bylo jejich studium z letadel, což má samozřejmě dopad na náklady a proveditelnost. Tyto překážky zpomalují pokrok ve výzkumu u tohoto jevu.

Video: Blue jets a Blue starter z Japonska

• Blue starter (Modrý spouštěč) mají tvar malého Modrého výtrysku a často jsou po bocích doprovázeny bleskovými proudy nebo samostatnými světelnými body, které se tvoří v nízké výšce nad kovadlinou a nedokončí vývoj v Modré výtrysky. Maximální výška se pohybuje v rozmezí kolem 20 km. Zdá se, že Modrý spouštěč byl poprvé spatřen v roce 1994. V následujícím roce se začal popisovat v literatuře. Mohl by vznikat za stejných podmínek, při kterých produkují bouřková oblaka modré výtrysky. Nebyl pozorován u bouří nižších jak 13 km. Doba trvání kolem 1/20 - 1/40 s.
• Troll jet (Trolí výtrysk) je přechodně velmi jasný Skřítkům podobný, ale níže položený TLE. K úkazu dojde po několika Skřítcích velké intenzity, přesněji řečeno vzniká pod Skřítky, kde jsou nebo končí Tendrils. První případy vypadaly jako červené skvrny se slabými ocásky stejného tvaru v místech, kde zpravidla končí Blue jets.
• Gigantic jet (Obří vytrysk) je takový hybrid mezi Skřítky a Modrými výtrysky, protože spodní partie připomíná Modrý výtrysk, který však putuje až do výšky konce ionosféry (100 km), kde se kolem něj často tvoří Skřítci. Doba trvání je na spodní hranici trvání Modrého výtrysku.

Video: Gigantic jet z Itálie

• Gnomes (Trpaslíci) jsou velmi malé světelné protáhlé body nad kumulonimby. Mají bílou barvu a velmi krátkou životnost. Směřují nahoru, aniž vycházejí přímo z bouřkového oblaku. Nejsou širší než 200 m a bývají dlouhé i přes 1 km. Trvají jen v rozmezí 30-150 ms.
• Pixies jsou ještě menší Trpaslíci, takže se jeví jako body. Měly by mít šířku maximálně 100 m. V prvním videu, které tento úkaz dokumentovalo, vypadaly jako náhodně rozptýlené body přes vršky bouřkových kovadlin. Jak Pixies tak Gnomes jsou bílé barvy podobně jako troposferické blesky, ale není mezi těmito úkazy zřejmě žádná spojitost. Doba trvání 1-50 ms.
• Ionosferický Glow (TIGER) je zatím velmi spekulativní úkaz, který by měl nastat, když elektrony urychlující se ze skřítků a elfů cestují po vzoru geomagnetického pole až na druhou stranu od rovníku a vytváří světelné události. Ty by měly vytvářet světelné emise podobné polární záři. Tento úkaz nebyl zatím pozorován. Pro pozorovatele ze střední Evropy by měly tyto teoretické události produkovat bouře například v Jižní Africe.

Další nadoblačné jevy a nesvětelné emise

• Upward lightning (horní blesk) je typ troposférický blesku Cg+, který si to "zamíří" z vršku bouřkového oblaku do stratosféry. Délka i několik kilometrů.
• Infraclouds lightning jsou ozářená mračna nad bouřkovým oblakem, většinou typu cirrus a cirrostratus. Docela spekulativní úkaz, který může často připomínat jety a další typy TLE v blízkosti kumulonimbu. Je zde možnost, že se nejedná čistě o odlesk od zdrojového blesku, ale možná v samotném oblaku vychází záření v důsledku obloukových efektů na krystalech.
• TIPPS (Trans-ionosferické pulsní páry) jsou velmi intenzivní dvojice impulsů pocházející z oblastí bouřek, ale asi deset tisíc krát silnější, než troposferické, produkované normální bleskovou činností. Poprvé byly pozorovány přes satelit Alexis.
• Gama záblesky s krátkou dobou činnosti (asi 1 ms). Pozemský původ byl zjištěn pomocí družice Compton Gamma Ray Observatory. Jsou pozorovány nad bouřkovými systémy a jejich zdroje leží v nadmořské výšce větší než 30 km.

Tolik k úvodu všech nadoblačných jevů. V příštím díle představím svá pozorování ve zmíněných obdobích loňského roku.