ბუნების ერთ-ერთი უძლიერესი და მომაჯადოებელი ძალები შტორმებში იბადება: სინათლის ბზარები ცის ნაწილზე, რა დროსაც მიმდებარე ატმოსფეროში დიდი ოდენობით ელექტროენერგია გამოიყოფა და თუკი მოსწვდება, დედამიწამდეც აღწევს.
ასეთია ტიპური ელვა.
თუმცა, ამ ფენომენს სხვანაირი გამოვლინებაც აქვს, რაც ჩვენთვის მხოლოდ ახლაღა გახდა ცნობილი: ზოგჯერ, ის ღრუბლებიდან მაღლა იფრქვევა და სტრატოსფეროში ელექტროენერგიის უზარმაზარი, ცისფერი ჭავლის სახით იჭრება.
ამ ფენომენის შესახებ ცოტა რამ არის ცნობილი; არის არაპროგნოზირებადი და ჩვენი მხედველობის მიღმა, შტორმის ღრუბლების ფენის ზემოთ ხდება.
2018 წელს, მოყვარულ მეცნიერთა წყალობით, ერთი ასეთი გიგანტური ჭავლი ოკლაჰომაში, შტორმის დროს, ღრუბლებს ზემოთ დააფიქსირეს. სხვა ინსტრუმენტთა მიერ შეგროვებული მონაცემების საფუძველზე, მეცნიერებმა ეს ფენომენი დეტალურად, სამ განზომილებაში შეისწავლეს.
შედეგები ამ უცნაური ფენომენის შესახებ ახალ დეტალებს გვთავაზობს, რის საფუძველზეც, შეიძლება უკეთესად დადგინდეს როგორ და რატომ ხდება ის.
„შევძელით, რომ ეს გიგანტური ჭავლი სამ განზომილებაში გადაგვეტანა, თანაც მართლაც მაღალი ხარისხის მონაცემებით“, — ამბობს ჯორჯიის ტექნოლოგიური კვლევების ინსტიტუტის ფიზიკოსი და ინჟინერი ლევი ბოგსი.
მისი განცხადებით, ღრუბლებს მიღმა დაინახეს ძალიან მაღალი სიხშირის (VHF) წყაროები, რომლებიც აქამდე ასეთ დეტალებში დაფიქსირებული არ იყო. თანამგზავრული და რადარული მონაცემების გამოყენებით დაადგინეს, ღრუბლებს ზემოთ კონკრეტულად სად მდებარეობდა განმუხტვის ძლიერ ცხელი, წამყვანი ნაწილი.
2018 წლის 14 მაისის ღამეს, Watec-ის დაბალი განათების კამერით გადაღებული ელვის ჭავლი უზარმაზარი იყო, გიგანტური განმუხტვა, რომელიც აშკარად ჩანდა გადაღებულ ვიდეოში.
როდესაც ბოგსმა გადაღებული ვიდეომასალა შეისწავლა, მან დაუყოვნებლივ მოიძია იმ სხვა ინსტრუმენტთა მონაცემები, რომლებსაც შეიძლება ეს მოვლენა გადაეღო. ასეც მოხდა.
აღმოჩნდა, რომ ჭავლი ჩაწერილი ჰქონდა ახლომდებარე ელვის VHF სისტემას, სახელად Lightning Mapping Array-ს, ორ ახალი თაობის რადარ NEXRAD-ს და ოკეანისა და ატმოსფეროს ეროვნული ადმინისტრაციის (NOAA) ორ თანამგზავრს (GOES).
ამდენი მონაცემის საშუალებით, ბოგსმა და მისმა კოლეგებმა სიღრმისეული ანალიზების ჩატარება და ელვის კომპლექსურობის რეკონსტრუქცია შეძლეს.
„უნიკალური მოვლენა იყო ის ფაქტი, რომ გიგანტური ჭავლი რამდენიმე სისტემამ დააფიქსირა, რამაც ამ ჭავლების შესახებ გაცილებით მეტი ინფორმაცია მოგვცა“, — ამბობს უნივერსიტეტთა კოსმოსის კვლევების ასოციაციის (USRA) ფიზიკოსი და ინჟინერი დუგ მაჩი.
მისივე თქმით, უფრო მნიშვნელოვანი ის არის, რომ ეს პირველი შემთხვევაა, როდესაც გიგანტური ჭავლი ღრუბლებს მაღლა სამ განზომილებაში დააფიქსირა ინსტრუმენტთა მთელმა კრებულმა.
მონაცემებმა ცხადყო, რომ ჭავლი ნამდვილად კოლოსალური იყო. ის ღრუბლებიდან მაქსიმუმ რვა კილომეტრის სიმაღლეზე გავრცელდა; ამაზე დაახლოებით ათჯერ მაღლა უკვე მდებარეობს კარმანის ხაზი — სადაც დედამიწის ატმოსფერო მთავრდება და კოსმოსი იწყება.
ამ პროცესში ზედა ატმოსფეროში გამოიყო დაახლოებით 300 კულონი ელექტრული მუხტი; ღრუბლებს შორის გაჩენილ ელვას ან მიწაზე ჩამოვარდნილ მეხს მხოლოდ დაახლოებით ხუთი კულონი გააჩნია.
ჯგუფმა ასევე დაადგინა, რომ ლიდერები — ანუ დამუხტული აირის იონიზებული არხები, რომელთა გასწვრივაც ხდება ელვის განმუხტვა — იყო უკიდურესად ცხელი, დაახლოებით 4700 გრადუსი ცელსიუსი. ამავე დროს, გაცილებით ცივი, დაახლოებით 200 გრადუსი ცელსიუსი იყო პლაზმის პატარა ნაკადები.
ჯგუფმა დაადგინა, რომ ნაკადები (სტრიმერები) უშუალოდ ღრუბლის ზემოთ ვრცელდება, ადის ქვედა იონოსფერომდე, დაახლოებით 80 კმ სიმაღლემდე. ეს კი წარმოქმნის ელექტრულ კავშირს ღრუბლების ზედა ნაწილსა და იონოსფეროს შორის, რის შედეგადაც, უარყოფით მუხტ წამში ათასობით ამპერის მაჩვენებლით გადასცემს.
სხვადასხვა ინსტრუმენტებმა ცხადყო, რომ ჭავლის ოპტიკური კომპონენტი ღრუბლის ზედა ნაწილთან შედარებით ახლოს დარჩა, დაახლოებით 15-20 კმ-ზე. თუმცა, VHF გამოსხივება დაფიქსირდა გაცილებით მაღლა, 22-45 კილომეტრზე.
„VHF და ოპტიკური სიგნალები გადაჭრით ადასტურებს იმას, რასაც მკვლევრები ეჭვობდნენ, მაგრამ დამტკიცებული არ იყო, რომ ელვის VHF რადიოს გამოყოფს მცირე სტრუქტურები, სახელად სტრიმერები, წარმოქმნილი ელვის წვერზეა მოთავსებული, უძლიერესი ელექტროდენის ნაკადები კი ამ წვერისგან მნიშვნელოვნად მიღმა, ელექტროგამტარ არხში, რომელსაც ლიდერს უწოდებენ“, — ამბობს დიუკის უნივერსიტეტის ინჟინერი სტივ კამერი.
მიუხედავად ამისა, ჯერ კიდევ ბევრი კითხვა ღიად რჩება. უცნობია, რატომ იტყორცნება ჭავლები მაღლა, როცა მათი უმეტესობა დაბლა ან გვერდულად არის მიმართული. მკვლევართა აზრით, ელვის დაბლა ჩამოსვლას ან სხვა ღრუბლებისკენ წასვლას რაღაც უნდა ბლოკავდეს.
მიუხედავად იმისა, რომ ოკლაჰომის შტორმი არ გახლდათ ჩვეულებრივი ტიპის, ჭავლებთან დაკავშირებული, რადგან ის მაღალ განედებზე მოხდა და არა ტროპიკებში და თანაც წელიწადის უჩვეულო დროს — გასაღები შეიძლება სწორედ აქ იმალებოდეს.
„რაღაც მიზეზის გამო, ღრუბელი-მიწას შორის განმუხტვა ძირითადად იხშობა. გროვდება უარყოფითი მუხტი, შემდეგ კი ჩვენი აზრით, შტორმის ზედა ნაწილში გარემო პირობები ასუსტებს ყველაზე ზედა ნაწილის მუხტის ფენას, რომელიც ძირითადად დადებითია. ელვის იმ განმუხტვის არარსებობის შემთხვევაში, რომელსაც ძირითადად ვხედავთ, გიგანტურმა ჭავლმა შეიძლება გამოათავისუფლოს ღრუბელში დაგროვებული ჭარბი უარყოფითი ენერგია“, — განმარტავს ბოგსი.
გვქონდეს იმედი, რომ სამომავლო ჭავლები ზუსტ პასუხსაც მოგვცემს.
კვლევა Science Advances-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია newsroom.usra.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
