Bloglar

Bilim Adamları Kırmızı Yıldırımın Nadir Fotoğraflarını Yakaladı | Bilim

Alaska-Fairbanks Üniversitesi'nde yüksek lisans öğrencisi olan Jason Ahrns ve ABD Hava Kuvvetleri Akademisi ve Fort Lewis Koleji'nden diğer bilim adamları - hepsi Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen bir projenin parçasıydı - bir görevdeydiler. Bu yaz grup, Ulusal Atmosferik Araştırmalar Merkezi'nde göklere çıktı. Gulfstream V araştırma uçağı , birden fazla uçuşta toplam 30 saat kayıt yapmak, sprite .

Kırmızı şimşek olarak da bilinen spritelar, gök gürültülü fırtınalar sırasında bulutların üzerinde kırmızı ışık patlamaları olarak ortaya çıkan elektrik boşalmalarıdır. Hava olayı çok kısa süreli olduğundan (periler sadece milisaniyeler boyunca yanıp söner) ve çoğunlukla yerden görülemezler. yaramazlar gibi, gözlemlenmesi zor ve fotoğraflanması daha da zor hava ruhları adını verdikleri fantezi dünyasının. Ancak Ahrns ve meslektaşları, DSLR kameralar ve uçağın penceresine yerleştirilmiş yüksek hızlı video kameralar kullanarak kırmızı şimşeğin son derece nadir fotoğraflarını yakaladılar. Araştırmacılar, cinlere ve diğer canlı türlerine yol açan fiziksel ve kimyasal süreçler hakkında daha fazla bilgi edinmeyi umuyorlar. üst atmosferik yıldırım .

yerde yaşayan baykuşlar

Doğanın en kısa ömürlü ve düzensiz özelliklerinden bazılarının fotoğraflarını çekmek nasıl bir şey? sorguladım Ahrnler e-postayla gönderdi ve sprite'ların ne olduğunu, neden ortaya çıktıklarını, bilim adamlarının onları nasıl bulduğunu ve anlaşılması zor fenomenlerle neden bu kadar ilgilendiğini açıkladı.





Öncelikle sprite nedir?

Sprite, gök gürültülü fırtınalarla ilişkili bir tür üst atmosfer elektrik boşalmasıdır. Bazı yıldırım darbeleri tarafından oluşturulan büyük bir elektrik alanı, bulutun yukarısındaki havayı iyonize eder ve daha sonra resimlerde gördüğümüz ışığı yayar. Açıkça her zaman gördüğümüz normal şimşeklerle karşılaştırmaya yalvarıyorlar, ancak sprite'ların çok daha yüksek olduğunu, tepelerin yaklaşık 100 kilometreye ulaştığını ve daha yüksek olduğunu belirtmek isterim. Bir şimşek buluttan yere yaklaşık 10 kilometre uzayabilir, ancak bir sprite 50 kilometre yüksekliğe ulaşabilir.



3 Ağustos 2013'te Kansas, Republic County'de yakalanan bir denizanası perisi. Resim, Jason Ahrns'in izniyle Flickr .

Hangi koşullar altında oluşurlar?

Pozitif şimşek darbeleriyle ilişkilendirilirler; bu, bulutun bir pozitif yük biriktirdiği ve bir şimşek çaktığı zamandır. Negatif yükün birikmesinden kaynaklanan negatif vuruşlar yaklaşık 10 kat daha yaygındır, bu nedenle sprite'lar en yaygın yıldırım türüyle güçlü bir şekilde ilişkili değildir, ancak aslında o kadar da nadir değildir. Sadece pozitif bir vuruştan daha fazlası, vuruş sırasında ne kadar fazla yük taşınırsa, bir sprite şansı o kadar iyi olur. Bu nedenle, temelde ne kadar yükün taşındığına göre ağırlıklandırılmış pozitif vuruşlar olan büyük bir pozitif yük-moment değişimi arıyoruz. Çoğu büyük gök gürültülü fırtına, hayaletlere yol açan koşulları üretiyor gibi görünüyor, ancak bazıları diğerlerinden daha fazla. Biz sadece bir sürü büyük pozitif yük-moment-değişim geçmişi olan bir fırtına arıyoruz ve gidip ona bakıyoruz.



Bilimsel geçmişiniz nedir? Ve spritelarla nasıl ilgilenmeye başladınız?

Ben öncelikle bir aurora araştırmacısıyım, UAF'de tezimi bunun üzerine yapıyorum. Lisansüstü komite üyelerimden biri bu kampanyaları düzenliyor ve fazladan yardıma ihtiyaç duyduğu için spritelara katıldım. Sprite'ların büyüleyici olduğunu düşündüm ve danışmanım biraz dallanmamı destekledi, bu yüzden takıma atladım.

12 Ağustos 2013'te Nebraska, Red Willow County üzerinde Sprite. Resim, Jason Ahrns'in izniyle Flickr .

Anladığım kadarıyla, sadece 25 yıl kadar önce keşfedilen kırmızı şimşek hakkında pek bir şey bilinmiyor. NSF projesiyle, siz ve diğer bilim adamları ne öğrenmeyi umuyorsunuz? Sahip olduğunuz en büyük sorular nelerdir?

Bu kampanya ile üç soruya odaklanıyoruz. İlk olarak, hangi temel fiziksel ve kimyasal süreçler meydana gelmektedir? Bir hareketli grafikte tam olarak ne olduğu ve neden farklı hareketli grafik türleri olduğu ve örneğin hangi koşulların bir sütun hareketli grafiğine karşı bir havuç hareketli grafiğine sahip olduğu hala net değil. (Tüm sprite isimleri sadece şekillerine atıfta bulunur.) Daha sonra, spriteların orta atmosfer üzerinde büyük ölçekli bir etkisi var mı? Spritelar açıkça bir tür enerji transferini temsil ediyor, ancak hava ve iklim üzerinde önemli bir etkisi olan bir ölçekte mi? Bunları incelemeden cevap veremeyiz. Ve sonra, temel yayıncı fiziği hakkında ne öğrenebiliriz? Sprite'ların altından çıkan dallar, hareket eden küçük iyonlaşma topları olan 'flamalar'dır. Yayıncının hızı ve ömrü hava yoğunluğu ile ilgilidir, bu nedenle çok düşük yoğunluklu üst atmosferde sprite çalışmak, yavaş çekimde bir büyüteçle flamalara bakmak gibidir. yine de oldukça hızlı olmalarına rağmen!

Kaç tane sprite avı görevinde bulundun?

Şahsen, bu benim ikinci hava kampanyam. Birincisi, 2011'de toplam 40 saat havada uçtu ve bu kampanya 30 saat daha yaptı. Muhtemelen toplam uçuş sayısı 15 civarındadır. Aynı ekip, eksi ben, 2009'da başka bir hava harekatı yaptı.

Ahrn'ler, 3 Ağustos 2013'te Kansas, Republic County üzerinde bir bütan çakmağından çıkan alevlere benzeyen bu mavi jetleri yakaladı. Sprite'ların aksine, mavi jetler doğrudan yıldırım tarafından tetiklenmiyor, ancak bir şekilde varlığıyla ilgili görünüyor. dolu fırtınaları. Resim aracılığıyla Jason Ahrns'in izniyle Flickr .

Bu uçuşlar için hangi koşullar, günün saatleri, ülkenin bölgeleri ve rakımlar idealdir?

Ortabatı, çoğunlukla bütün gece süren bu güçlü gök gürültülü fırtınaları aldığı için verimlidir. Açıkçası, karanlık olmasına ihtiyacımız var, ancak bunun dışında gecenin saati çok önemli değil, sadece fırtınanın ne kadar güçlü olduğu ve ne kadar güçlü pozitif yıldırım ürettiği önemli. Fırtına iyi gittiğinde sütun spriteları ve havuç spriteları ürettiğini fark ediyoruz, ancak öldükçe daha seyrek, ancak daha büyük ve daha parlak denizanası spritelarına geçiyor gibi görünüyor. Genellikle 41.000 ila 45.000 fit arasında, alabildiğimiz kadar yükseğe uçarız, ancak bu sadece bulutların üzerinden bir görüş elde etmek içindir. Hala spriteların altındayız.

Şimşek sadece milisaniye sürüyor, bu yüzden özellikle nasıl fotoğrafladığınızı merak ediyorum. Hangi ekipmanları kullanıyorsun?

Durağan fotoğraflar için, kameramı (Nikon D7000 ve hızlı lens) pencereden dışarı bakacak şekilde ayarladım ve aralık ölçer bu yüzden kamera sürekli olarak fotoğraf çeker. Sonra daha sonra geçiyorum ve içinde sprite olmayan her şeyi siliyorum. Yıldırım fotoğrafçılığı ile aynı prensiptir; Zamanlamayı doğru ayarlamanız gerekecek gibi görünüyor ama bu gerçekten sadece istatistiksel, bir sürü fotoğraf çekerseniz içlerinden biri er ya da geç bir şeyler elde edecek. Muhtemelen, aldığım her sprite için 1.000 fotoğraf sırasını yakalarım.

Yüksek hızlı video kameralar için, kamera, önceki video kareleri arasında sürekli olarak dönen bir ara belleğe sahiptir ve bir hareketli grafik gördüğümde, kameraya durup az önce kaydettiği şeyi kaydetmesini söyleyen bir tetiğe bastım. Saniyede 10.000 kare hızında çalıştığımızda, arabellek yaklaşık bir saniyede dolar, bu yüzden bir hareketli grafiği tanımam ve düğmeye basmam gereken süre bu kadar. Bu, 45 dakika boyunca hiçbir şey olmadığını izlemeniz ve yine de bir saniyeden daha kısa tepki süresiyle hazır olmanız gerektiğinde, yavaş bir gecede oldukça yorucu olabilir.

Kurulumu tarif edebilir misiniz? Uçak penceresinden nasıl fotoğraf çekiyorsunuz?

Bir resim bin kelimeye bedeldir, değil mi?

Ahrns'in uçağın penceresinin yanındaki düzeni. Resim aracılığıyla Jason Ahrns'in izniyle Flickr .

Ve yüksek hızlı video için…

Yüksek hızlı video çekmek için yaptığı kurulum. Resim aracılığıyla Jason Ahrns'in izniyle Flickr .

Uçakta internet bağlantımız var, böylece hava koşullarını gerçek zamanlı olarak izleyebiliyoruz. Yukarıdaki kameraları fırtınanın en verimli görünen kısmına doğrultup spriteları bekliyoruz.

lewis ve clark ne kadar süre seyahat etti?

Çektiğiniz bu tür fotoğraflar ne kadar nadir?

Anladığım kadarıyla, oldukça nadirler. ile çekilmiş bazı sprite görüntüleri var. meteor kameraları ve web kameraları var, ancak çok uzakta oldukları ve geniş açılı bir lens kullandıkları için genellikle düşük çözünürlüktedirler. Bir DSLR ile çekilmiş iki veya üç hareketli resim gördüm, ancak bunlar hala yerden ve yeterince uzaktalar ve genellikle arka planda bir hareketli grafikle şanslı olan başka bir şeyin çekimleri. Havada olma avantajına sahibim, sprite üreten bölgeye yakın, sprite'ların nerede görüneceğine dair iyi bir tahmine sahibim, bu yüzden sprite'ı yakından yakalamak için daha dar görüş alanına sahip bir lens kullanabilirim.

aldığım resimlere gelince mavi jetler DSLR ile çekilmiş jetlerin ilk görüntüleri olduklarını söyleyebilirim. Bu biraz mantıklı, çünkü jetler bulutların tepesine, sprite'lardan çok daha yakın, yerden görmek çok daha zor. Havada olmak büyük bir avantaj.

12 Ağustos 2013'te Nebraska, Red Willow County'den alındı. Resim, Jason Ahrns'in izniyle Flickr .

Herhangi bir şey varsa, görüntülerle ilgili neyi sanatsal buluyorsunuz?

Bence onlar hakkında gerçekten başka bir deyişle bir keskinlik var. Örneğin bunu (yukarıda) alın. Bu güzel, sakin yıldız tarlası ve aşağıdaki şimşekten gelen biraz serin, sakinleştirici mavi ışık var. Sonra BLAM! Bu tuhaf, tehditkar, tamamen uzaylı görünümlü sprite, 'Ben buradayım, bu konuda ne yapacaksın?' gibi tüm sahneyi ele geçiriyor.

Hans Nielsen , kampanyanın baş araştırmacısı (ve daha önce bahsettiğim komite üyem), bunun (aşağıda) kendisine sepya tonları ve atmosferik pustan hafif bulanıklık ile klasik Hollanda resimlerini hatırlattığını söylüyor.

Oklahoma, Canadian County'de 6 Ağustos 2013'te devralındı. Resim Jason Ahrns'in izniyle Flickr .

Bu projeye katılarak şu ana kadar sprite hakkında ne öğrendiniz?

Şahsen? 2011 kampanyasına katıldığımda, sprite hakkında hiçbir şey bilmiyordum. Vikipedi girişi . Kampanyalardan her gece daha fazla şey öğreniyorum, diğerlerinin önceden koşullar hakkında konuşmalarını, uçuşlar sırasında gördüklerimizi ve uçuş sonrası bira üzerinden 'neyi doğru, neyi yanlış yaptık' tartışmalarımızı dinliyorum. Diğer adamlara kıyasla hala bir acemiyim, ama şimdi sprite ve sprite avcılığı hakkında en genel genel soruları sorabileceğim noktadayım.

Bir sonraki nereye ve ne zaman uçuyorsunuz?

Hiçbir şey kesin değil, ancak önümüzdeki yaz tekrar uçmayı gerçekten çok istiyoruz. Umarım bunu gerçekleştirebiliriz.





^