Aunque muchas personas están familiarizadas con el sonido del trueno y el rayo durante las tormentas, un fenómeno notable ocurre mucho más alto en la atmósfera, hasta 55 millas sobre la tierra. Estas descargas eléctricas coloridas, conocidas como eventos de luz temporal (TLES), incluyen chorros azules, sprites rojos, halos violetas y anillos ultravioleta. Hasta hace poco, estos eventos solo se documentaron esporádicamente por evidencia anecdótica y fotos raras.
La Estación Espacial Internacional (ISS) ha transformado el estudio de estos misteriosos eventos al ofrecer un punto de vista sin obstáculos por encima de las tormentas. Con la ayuda de cámaras y sensores especializados, los investigadores ahora pueden observar e incluir estos eventos atmosféricos volátiles, de modo que se combinan su significado e implicaciones.
El núcleo de este estudio es el Monitor de interacciones del espacio de atmósfera (ASIM), desarrollado por la Agencia Espacial Europea e instalado en la ISS en 2018. ASIM está diseñado para capturar y analizar descargas eléctricas que a menudo son más pequeñas que una uña y más cortas que el parpadeo de un ojo. Las cámaras de alta velocidad y los medidores de fotos a bordo del monitor han excedido las expectativas científicas, lo que muestra que ciertas descargas relacionadas con el rayo pueden alimentar la ionosfera y producir enormes anillos de luz ultravioleta que se conoce como once. Estos fenómenos pueden mejorar la carga ionosferica por cientos de kilómetros, lo que puede interrumpir las señales de radio de distancia larga.
Además, ASIM ha documentado a Korte Corona-Lozingen que tiene lugar demasiado rápido para que los instrumentos terrestres detecten. La visión del tiempo y la naturaleza de estas coronas puede ser crucial para descifrar cómo las regiones superiores de las nubes contribuyen a las condiciones necesarias para un rayo completo.
Los sprites rojos, otro fenómeno peculiar, son emisiones cortas que parecen medusas al revés y solo duran unos diez milisegundos. Estos sprites, junto con aviones azules que se elevan de las nubes, ahora se observan desde un trabajo en torno al trabajo, lo que permite a los investigadores recopilar datos que alguna vez fueron casi imposibles de obtener. Estudios recientes con la ayuda de material visual de ASIM e instrumentos terrestres asociados han confirmado las alturas y la dinámica de estas descargas esquivas, mejorando los modelos de carga de tormentas. Esta información puede informar las pautas de seguridad de la aviación identificando regiones donde se pueden formar campos eléctricos peligrosos.
La cúpula de ISS, una cúpula de observación popular entre los astronautas, también se usa como parte del arsenal científico. En el experimento Thor-Davis, los miembros de la tripulación usan una cámara de alta velocidad para documentar tormentas distantes a una velocidad de hasta 100,000 cuadros por segundo. Estas imágenes de cámara lenta revelan la rama complicada de los rayos y ofrecen datos invaluables que pueden conducir a algoritmos mejorados para advertir a los operadores de redes eléctricas de amenazas amenazantes de rayos.
Además, pueden activarse algunos rayos en los destellos terrestres de gamma-röntgen, un fenómeno en el que los pulsos de radiación pueden exponer una aeronave al equivalente de una radiografía de la mama. La Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón ha abordado este peligro al lanzar Light-1, un CubeSat equipado con detectores para mapear estos fotones ricos en energía. Al sincronizar sus datos con las redes de rayos globales, los investigadores quieren crear un atlas tridimensional a partir de destellos de rayos gamma, lo que mejora aún más la comprensión de estos eventos esquivos.
Aunque TLES y fenómenos como los elfos inicialmente parecen curiosidades puramente naturales, tienen implicaciones más amplias. Estas descargas eléctricas funcionan junto con las capas de la atmósfera que transmiten ondas de radio, lo que puede conducir a interrupciones en la comunicación. Para las aerolíneas, es crucial para la seguridad de vuelo crucial para las aerolíneas en ideas donde se producen aviones azules o destellos de gamma-röntgen, en particular en rutas polares o ecuatoriales.
Además, los científicos están preocupados por el impacto climático de estos eventos. Los eventos de luz temporales y las hojas de corona influyen en la distribución de los óxidos de nitrógeno y otros productos químicos entre las diferentes capas atmosféricas, que influyen en la química del ozono y el equilibrio de la radiación. La inclusión de esta mezcla vertical en los modelos climáticos puede causar predicciones más precisas sobre el calentamiento futuro.
Con la ISS que se espera que funcione durante esta década, las iniciativas ASIM y futuras prometen ampliar nuestra comprensión de estos fenomas de tormenta bastante invisibles. Los ingenieros proponen detectores avanzados que pueden activarse automáticamente, grabar más rápido y tratar un espectro más amplio desde ondas de radio hasta radiografías duras. Las futuras flotas de cubesats como Light-1 pueden verificar continuamente la atmósfera y ofrecer informes en tiempo real para flashes gamma y paseos en megap a agencias meteorológicas y operadores satelitales.
En general, la ISS muestra que para comprender completamente los fenómenos meteorológicos de la tierra, a veces es necesario observarlos desde arriba. Cada trabajo contribuye con información adicional sobre la dinámica oculta del rayo, para que los investigadores puedan limitar la anticipación y posiblemente las sorpresas eléctricas que desatan tormentas en los tramos superiores de nuestra atmósfera.