Jason Ahrns, student absolvent la Universitatea din Alaska-Fairbanks, și alți oameni de știință de la Academia Forțelor Aeriene din SUA și Fort Lewis College - toate parte a unui proiect sponsorizat de Fundația Națională de Știință - au fost într-o misiune. În această vară, grupul s-a dus pe ceruri în Centrul Național de Cercetări Atmosferice din aeronava de cercetare Gulfstream V, înregistrând un număr total de 30 de ore pe mai multe zboruri, în căutarea spriturilor.
Spriturile, cunoscute și sub denumirea de fulgere roșii, sunt descărcări electrice care apar ca explozii de lumină roșie deasupra norilor în timpul furtunilor.Deoarece fenomenul meteo este atât de trecător (spriturile clipește doar pentru milisecunde) și, în mare parte, nu sunt vizibile de la sol, acestea sunt dificil de observat și chiar mai dificil de fotografiat, mai degrabă ca spiritele aeriene răutăcioase ale tărâmului fantezist pentru care sunt numiți. Ahrns și colegii săi au capturat fotografii extrem de rare cu fulgerul roșu, folosind camere DSLR și camere video de mare viteză poziționate în fereastra avionului. Cercetătorii speră să învețe mai multe despre procesele fizice și chimice care dau naștere la sprituri și alte forme de fulgere atmosferice superioare.
Cum e să captezi imagini cu unele dintre cele mai scurte și neregulate caracteristici ale naturii? L-am interogat pe Ahrns prin e-mail, iar el a explicat care sunt spritii, de ce apar, cum îi găsesc oamenii de știință și de ce este atât de interesat de fenomenele evazive.
În primul rând, ce este un sprite?
Un sprit este un fel de descărcare electrică cu atmosferă superioară asociată furtunilor. Un câmp electric mare, generat de niște fulgere, ionizează aerul ridicat deasupra norului, care emite apoi lumina pe care o vedem în imagini. Ei cer, în mod evident, compararea cu fulgerele obișnuite pe care le vedem tot timpul, dar îmi place să subliniez că spriturile sunt mult mai mari, vârfurile ajungând până la aproximativ 100 de kilometri și mai mari. Un fulger s-ar putea întinde în jur de 10 kilometri de la nor la sol, dar un sprite poate atinge 50 de kilometri înălțime.
Un sprit de „meduză” capturat în Republica Județean, Kansas, pe 3 august 2013. Imagine cu amabilitatea lui Jason Ahrns prin Flickr.
În ce condiții apar?
Sunt asociate cu lovituri de trăsnet pozitive, care este atunci când norul are o acumulare de încărcare pozitivă și eliberează un fulger. Accidentele vasculare cerebrale, de la o acumulare de încărcare negativă, sunt de aproximativ 10 ori mai frecvente, astfel încât spriturile nu sunt puternic asociate cu cel mai comun tip de trăsnet, dar nici nu este chiar atât de neobișnuit. Mai mult decât o simplă lovitură pozitivă, cu cât sarcina este mai mare în timpul accidentului vascular cerebral, cu atât sunt mai mari șansele unui sprite. Așadar, căutăm o schimbare pozitivă mare a momentului de încărcare, care este, practic, loviturile pozitive ponderate de cât de multă încărcare a fost mutată. Majoritatea furtunilor mari par să producă condiții care duc la sprituri, dar unele mai mult decât altele. Căutăm doar o furtună cu o istorie cu o mulțime de schimbări pozitive de încărcare pozitive mari și mergem să o privim.
Care este fondul dvs. științific? Și cum v-ați interesat de sprituri?
Sunt în primul rând cercetător de aurore, asta îmi fac teza la UAF. M-am implicat în sprituri, deoarece unul dintre membrii mei absolvenți ai comisiei organizează aceste campanii și a avut nevoie de ajutor suplimentar. Am crezut că spriturile sunt fascinante, iar consilierul meu a fost susținător de a mă ramifica un pic, așa că am urcat la bordul echipei.
Sprites over Red Willow County, Nebraska, pe 12 august 2013. Imagini amabilitate a lui Jason Ahrns prin Flickr.
Din câte am înțeles, nu se știe prea multe despre fulgerele roșii, descoperite cu doar 25 de ani în urmă. Cu proiectul NSF, ce sperați tu și ceilalți oameni de știință? Care sunt cele mai mari întrebări pe care le aveți?
Cu această campanie ne concentrăm pe trei întrebări. În primul rând, ce procese fizice și chimice de bază au loc? Încă nu este clar ce se întâmplă exact într-un sprite și de ce există diferite tipuri de sprituri și ce condiții îți oferă un sprite de coloană față de un sprit de morcov, de exemplu. (Toate numele sprite se referă doar la forma lor.) În continuare, spritii au un impact pe scară largă asupra atmosferei de mijloc? Spritii reprezintă în mod clar un fel de transfer de energie, dar este oare o scară care are un efect semnificativ asupra vremii și climei? Nu putem răspunde fără să le studiem. Și atunci, ce putem învăța despre fizica streamerului de bază? Tâmpenii care ies din fundul spriturilor sunt „fluturași” - bile mici de ionizare - care se mișcă. Viteza și durata de viață a fluxului este legată de densitatea aerului, astfel încât studierea spriturilor în atmosfera superioară cu densitate foarte mică este ca și cum ai privi șuvițele cu o lupă în mișcare lentă deși încă sunt destul de repede!
Câte misiuni de vânătoare a spritei ai fost?
Personal, aceasta este a doua mea campanie aeriană. Prima, în 2011, a zburat în total 40 de ore aeriene, iar această campanie a făcut alte 30 de ore. Este probabil în jur de 15 zboruri totale. Același echipaj, minus mine, a făcut o altă campanie aeriană în 2009.
Ahrns a capturat aceste jeturi albastre, care arată ca flăcări dintr-o brichetă butan, din județul Republicii, Kansas, pe 3 august 2013. Spre deosebire de sprituri, jeturile albastre nu sunt declanșate direct de fulgere, dar par oarecum legate de prezența furtuni de grindină. Imagine amabilitate a lui Jason Ahrns prin Flickr.
Ce condiții, ore ale zilei, zone din țară și altitudini sunt ideale pentru aceste zboruri?
Vestul Mijlociu este productiv, mai ales pentru că primește aceste furtuni puternice care durează toată noaptea. Evident, avem nevoie să fie întunecat, dar, în afară de asta, timpul nopții nu pare să conteze prea mult, doar cât de puternică este furtuna și cât de puternic este fulgerul pozitiv. Observăm că atunci când furtuna merge bine, acesta produce sprituri de coloană și sprituri de morcovi, dar, pe măsură ce moare, pare să treacă la sprituri mai puțin frecvente, dar mai mari și mai strălucitoare. Zburam cât putem ajunge, de obicei între 41.000 și 45.000 de metri, dar asta este pur și simplu pentru a obține o vedere asupra norilor. Suntem încă sub sprituri.
Fulgerul durează doar milisecunde, așa că sunt în mod special curios de cum îl fotografiezi. Ce echipament utilizați?
Pentru fotografii, am setat doar camera mea (un Nikon D7000 și un lentilă rapidă) orientată spre fereastră și am setat un intervometru, astfel încât camera să surprindă constant fotografiile. Apoi trec mai târziu și șterg tot ce nu are un sprite în el. Este același principiu ca și fotografia fulgerului; se pare că ar trebui să obțineți momentul corect, dar este într-adevăr doar statistic, dacă fotografiați o grămadă de poze, una dintre ele va primi ceva mai devreme sau mai târziu. Probabil mă prind de ordinul a 1.000 de poze pentru fiecare sprite cu care vin.
Pentru camerele video de mare viteză, camera are un tampon care circulă constant prin precedent, însă multe cadre video, iar atunci când văd un sprite, am apăsat pe un declanșator care îi spune camerei să oprească și să salveze orice a înregistrat. Când rulăm la 10.000 de cadre pe secundă, tamponul se completează în aproximativ o secundă, așa că trebuie să recunosc un sprite și să apăs butonul. Acest lucru poate fi destul de impozabil într-o noapte lentă, când nu trebuie să urmăriți că nu se întâmplă nimic timp de 45 de minute drept și să fiți gata cu acel timp de reacție mai puțin de o secundă.
Puteți descrie configurația? Cum faceți de fapt fotografii din fereastra avionului?
O imagine valorează o mie de cuvinte, nu?
Setarea lui Ahrns lângă fereastra avionului. Imagine amabilitate a lui Jason Ahrns prin Flickr.
Și pentru video de mare viteză ...
Configurarea sa pentru captarea videoclipurilor de mare viteză. Imagine amabilitate a lui Jason Ahrns prin Flickr.
Avem o conexiune la internet la bordul avionului, astfel încât să putem urmări condițiile meteorologice în timp real. Tocmai indicăm camerele de mai sus spre cea mai productivă parte cu aspectul furtunii și așteptăm sprites.
Cât de rare sunt fotografiile de genul acesta pe care le-ai făcut?
Din câte îmi dau seama, sunt destul de rare. Există câteva imagini sprite luate cu camere de meteori și webcam-uri, dar, de obicei, au o rezoluție scăzută datorită faptului că sunt foarte departe și folosesc un obiectiv cu unghi larg. Am văzut două sau trei imagini sprite luate cu un DSLR, dar sunt încă de la sol și la o distanță bună distanță și, de obicei, fotografii cu altceva care a avut noroc cu un sprite în fundal. Am avantajul că sunt sus în aer, aproape de regiunea producătoare de sprituri, cu o idee bună despre locul în care vor apărea spriturile, așa că pot folosi un obiectiv cu un câmp vizual mai restrâns pentru a surprinde spritul aproape.
În ceea ce privește imaginile pe care le-am obținut cu jeturi albastre, din câte îmi dau seama sunt de fapt primele imagini cu jeturi realizate cu un DSLR. Asta are un anumit sens, deoarece jeturile sunt mult mai apropiate de vârful norilor decât spriturile atât de greu de văzut de la sol. A fi în aer este un avantaj major.
Preluat în județul Salcii Roșii, Nebraska, pe 12 august 2013. Amabilitatea imaginii lui Jason Ahrns prin Flickr.
Ce descoperiți despre imagini, dacă este ceva?
Cred că există cu adevărat o stranie vorbire despre ei. Luați acesta (de mai sus), de exemplu. Aveți acest câmp frumos de stele senine și niște lumină albastră rece și calmantă, care apare din fulgerul de mai jos. Atunci BLAM! Acest sprit ciudat, amenințător, cu aspect total extraterestru, preia doar întreaga scenă, de exemplu: „Sunt aici, ce vei face despre asta?”
Hans Nielsen, investigatorul principal al campaniei (și membrul meu de comisie menționat anterior), spune că acesta (de mai jos) îi amintește de picturile olandeze clasice, cu tonurile sale sepia și ușor încețoșat din ceata atmosferică.
Preluat în județul canadian, Oklahoma, la 6 august 2013. Imaginea a fost oferită de Jason Ahrns prin Flickr.
Ce ai aflat până acum despre sprituri prin participarea la acest proiect?
Personal? Când m-am înscris în campania din 2011 nu știam nimic despre sprituri dincolo de intrarea Wikipedia. Învăț mai multe în fiecare seară din campanii, ascultându-i pe ceilalți vorbind despre condiții în prealabil, despre ce vedem în timpul zborurilor și despre „ce am făcut corect, ce am făcut greșit” despre berea post-zbor. Sunt încă un începător în comparație cu ceilalți băieți, dar acum sunt în punctul în care pot să adresez majoritatea întrebărilor publice generale despre vânătoare de sprituri și sprituri.
Unde și când mai zbori?
Nimic nu este pus în piatră, dar am dori foarte mult să zburăm din nou vara viitoare. Sperăm că putem face asta.
