METEO

Meteo Lidércek, törpék, tündérkék és trollok

Mesebeli fényjáték a zivatarfelhők felett

A zivatarok bolygónk időjárásának fi gyelemre méltó, égi játékai a maguk látványos villámlásaival és égzengéseivel. Tudományosan megkülönböztethetünk felhőn belüli és azok közötti

Írta: Gaál Nikolett (80% gyakoriságú), illetve felhő-föld villámokat (20% gyakoriságú). Pár évtizede azonban egy újabb, a légköri elektromos aktivitáshoz tartozó fényjelenséget sikerült lencsevégre kapniuk a kutatóknak.

Vörös lidércek Nebraska fölött – Fotó: Jason Ahrns

A

z első hiteles megfigyelést az USA-béli Minnesotai Egyetem kutatócsoportja tette 1989. július 6-án, amikor is egy emelt érzékenységű kamera tesztelése közben a várt éjszakai sarki fény (aurora borealis) helyett véletlenül egy felső légköri kisülést örökítettek meg egy távoli zivatarfelhő felett, s a szokatlan jelenség később a vörös lidérc (red sprite) nevet kapta.

A sprite-ok szárnyas tündérek az angolszász mitológiában. A fényjelenség neve azért is ötletes, mert tünékeny természetükből kifolyólag meglehetősen nehéz észlelni őket. A légkörkutatók érdeklődését felkeltették a zivatarfelhők felett látottak, ahol később jó néhány más fényjelenségre is sikerült rálelniük. Ezek zömmel a zivatarfelhők és az ionoszféra alsó határrétege között létrejövő elektromos kisülések okozta kísérőjelenségek, amelyeket felső légköri elektrooptikai emisszióknak (elterjedt

hazai formájában: FEOEM) nevezünk. A kutatók arra törekedtek, hogy olyan misztikus, a jelenségek tulajdonságaira utaló lények nevét használják, amelyek a légköri elektromossághoz tartozó angol mozaikszók is egyben. Így születtek meg a lidércek mellett a törpék, a tündérkék és a trollok a meteorológiai felső légkörben.

Vörös lidércek A földfelszínről a legtöbbször észlelt FEOEM a vörös lidérc, amely a zivatarfelhők felett, azok életciklusának végfázisában keletkezik. Kialakulását intenzív pozitív felhő-föld villámtevékenység előzi meg, amely során a felhőben jelen lévő pozitív töltések a villámlás által a földfelszínre kerülnek. Ezt követően a felhő tetején felgyülemlő negatív töltések és az ionoszféra alsó határrétege közötti elektromos térben a gerjesztett részecskék energiájukat fényjelenség kibocsátása közben adják le. Ez a misztikus felső légköri kisülés 60–80 kilométeres magasságban jön létre, s először többnyire lefelé, majd bizonyos esetekben felfelé is terjedhet. Rendkívüli esetekben nyúlványai leérhetnek egészen a felhőtetőig, míg a teteje akár a 85–90 kilométeres magasságig is feltörhet. A vörös lidércek önmagukban is megjelenhetnek, de leginkább csoportokba rendeződve

Óriásnyaláb Hawaii fölött Fotó: Gemini Observatory / AURA

Magyar kutatók Sopronból fotóztak először vörös lidérceket 2007. agusztus 10-én. A felvételt utólag színezték Fotó: Bór József / Földfi zikai és Űrtudományi Kutatóintézet

lehet őket megfi gyelni. Jelentős méretekkel rendelkeznek, hiszen az oszlop alakú lidércek szélessége néhány száz métertől akár 1,5 kilométerig is terjedhet, míg magasságuk a 15–20 kilométert is elérheti.

A képződmény uralkodó színe a vörös, habár alsó indái a kékes színtartományba is átnyúlhatnak. Alakja rendkívüli változatosságot mutat, megjelenhet akár oszlop, fa, répa, medúza, madár vagy angyal formájában is. Élettartama mindössze 16–120 ezredmásodperc. Egy viharban többnyire néhány tucat lidérc jön létre, ám olyan viharokat is ismerünk, amelyekben 4–5 óra leforgása alatt 400–750 lidérc is előfordult.

Gyűrűlidércek A gyűrűlidérceket (ELVES: Emissions of Light and Very Low Frequency Perturbations from Electromagnetic Pulse Sources, magyarul „elektromágneses impulzusforrások működésének következményeként kisugárzott fény és nagyon alacsony frekvenciás zavarok”) Francia Guyana felett észlelték először egy űrsiklóról 1990 októberében, azonban a földről történő hiteles megfi gyelésükre 1995-ig még várni kellett. Ezt a fajta FEOEM-et pozitív és negatív felhő-föld villám is kiválthatja. Keletkezésekor egy erőteljesebb felhő-föld villámkisülés következtében létrejövő elektromágneses lökéshullám indul meg az ionoszféra felé, amely a képződmény gyűrűszerű alakját adja. A jelenség vörös színű felfénylését a lökésfront energiája által gerjesztett nitrogén alapállapotába való visszarendeződése okozza. A gyűrűlidércek önállóan is fellelhetők, de sok esetben vörös lidércekhez is kapcsolódnak. Mivel élettartamuk kb. 1 ezredmásodperc, szabad szemmel nem láthatók, megfi gyelésük csak speciális kamerákkal lehetséges. A műholdas észlelések alapján ez a legsűrűbben felvillanó FEOEM-típus. Globális előfordulási gyakoriságuk akár 35–70 esemény/perc is lehet (a vörös lidérceké csak 0,5–1 esemény/perc). A gyűrű alakú kisülések átmérője az 500-600 kilométert is meghaladhatja.

Törpék, tündérkék, trollok Tudomásunk van olyan felső légköri elektromos aktivitáshoz társuló fényjelenségekről is, amelyeket mindeddig csupán néhány, igen ritka esetben tudtak csak szemügyre venni. Az úgynevezett törpéket (gnomes) az amerikai síkságok felett észlelték először 2000-ben: ekkor egyszerre 17 eseményt is sikerült

Az ESA megfi gyelései alapján készített animáció képkockája Forrás: ESA / DTU Space Mount Visual / Daniel Schmelling

Vörös lidérc a Monte Campo dei Fiori fölött, Olaszország északi részén Fotó: Stéphane Vetter

regisztrálni egy zivatarfelhőhöz közeli repülőről. Ezek olyan, a felhő tetejéről kiinduló, felettébb fényes (főként fehéres színű) kilövellések, amelyek közvetlenül a zivatarfelhő konvektív magja felett helyezkednek el. A jelenség mintegy 200 méter széles és 1 kilométer magas. Az észlelt példányok élettartama 30 és 130 milliszekundum között ingadozott, miközben a terjedési sebességük a 10 km/s értéket is elérhette.

Vörös lidérc egy zivatarfelhő fölött Fotó: Earth Science and Remote Sensing Unit, NASA Johnson Space Center

100 km A FEOEM-ekkel kapcsolatban még rengeteg a megválaszolatlan kérdés, így a jelenségkör vizsgálata folyamatos kutatómunkát igényel. Szerencsére a technika fejlődése egyre több segítséget nyújt ebben: megfi gyelhetjük őket műholdakkal az űrből, valamint a zivatarfelhők közelében vizsgálódó repülőkről és ballonokról is. A földfelszínről olyan, emelt érzékenységű kamerákkal vizsgálhatjuk ezeket a jelenségeket, amelyekkel oldalról rögzíthetjük a zivatarfelhők feletti légréteget, akár több kilométerrel messzebbről is. Egy ilyen megfigyelési rendszert alakítottak ki 2007-ben az MTA CSFK Geodéziai és Geofi zikai Intézetének a tetején, amelynek segítségével fi gyelemmel kísérhetik a különféle felső légköri elektrooptikai emissziókat Sopron 500-600 kilométeres körzetében. 2014 tavaszán a Szegedi Tudományegyetem Bajai Obszervatóriumába egy második kamerát is telepítettek a hatékonyabb megfi gyelés céljából, amely azóta is nagyban hozzájárul a jelenségek tudományos hátterének kutatásához.

Gyűrűlidérc

Ugyanebben a zivatarfelhőben fi gyeltek meg először tündérkéket (pixies) is, rögtön 83-at. Ezek 100 méter széles, fénylő pontok, amelyek a zivatarfelhő tetején csoportban jelennek meg. A nevük onnan származik, hogy a felvételeken csak 1-1 különálló pixel felfénylését idézték elő, hiszen élettartamuk 16 ezredmásodpercnél is rövidebb.

Ionoszféra

Lidércudvar (halo)

Mezoszféra

50 Óriásnyaláb Vörös lidérc

Igen ritka jelenségek a trollok (TROLL – Transient Red Optical Luminous Lineament, ezt magyarra átmeneti optikai, vörös, fénylő „vonásként” fordíthatjuk le) is, amelyekre a vörös lidércekkel egyszerre, továbbá azok megjelenését követően számíthatunk. Ezek a fényjelenségek felfelé kúsznak a vörös lidércek alsó nyúlványain, mintegy 150 km/s sebességgel, megközelítőleg 50 kilométeres magasságig. Élettartamuk csupán 100 milliszekundumra tehető.

Sztratoszféra Troll

Kék nyaláb

Troposzféra

Villámok

200 km

Felső légköri elektrooptikai emissziók, avagy FEOEM-ek Forrás: Barta V.–Bór J.–Sátori G.: Felső légköri elektrooptikai emissziók és megfi gyelésük Sopronból

Szeptemberi „Az időjárás arcai” témánkra sok szép tájképet kaptunk, de ahogy az várható volt, leginkább a vihar előtti, pazar felhőformákkal díszített fotókból érkezett a legtöbb. Köztük egy kiemelkedően izgalmas is, amely Fonyódon készült. A baljós hangulatú kép azonnal elnyerte szerkesztőségünk zsűrijének tetszését, így ebben a hónapban Pápai Dórának gratulálunk a Hónap Fotója címhez és az ezzel járó Turista Magazin-előfi zetéshez.

Pápai Dóra: Vihar előtt

„Balatoni születésű vagyok, éppen ezért rajongok minden olyan dologért, amely a tóhoz köthető. Ez is egy olyan pillanat volt, amelyet egyszerűen nem lehetett otthagyni. Azt tudni lehetett, hogy ez a vihar inkább az északi parton fog átvonulni, így tudtam, hogy kellő körültekintés mellett lesz lehetőségem pár képet készíteni a fonyódi partszakaszról. Félelmetes, de egyben elgondolkodtató a természet ereje, amelyet minden körülmények között tisztelnünk kell nekünk, embereknek.”

A többi pályamunkát a facebook.hu/turistamagazin oldalon találjátok.

Küldd be Te is a kedvenc képedet!

A következő hónapok témáit és a pályázattal kapcsolatos információ kat megtaláljátok a www.turistamagazin.hu/fotopalyazat-2-2.html oldalon. FIGYELEM! Változások a pályázati kiírásban: 2021-től a beérkező pályamunkákat előszűrjük, és az így kialakult válogatás képei indulhatnak majd a Hónap Fotója címért. Továbbra is egy nyertes alkotást Ti választhattok a leadott lájkjaitokkal a hónap 20. napjáig a Facebook-oldalunkon. Egy másik fotót a szerkesztőség zsűrije emel ki, amely bekerül a következő lapszámunkba, készítőjét pedig egyéves előfi zetéssel jutalmazzuk.

További témáink 2021-ben

(Zárójelben a beküldési határidő.) Október: Kedvenc arborétumom (szeptember 12.) November: Lenyűgöző sötétség –

Éjszaka a természetben

(október 12.) December–január: A kedvenc sziklám (november 12.)