IT之家 11 月 19 日消息，據(jù)中國科大官網(wǎng)，近日，中國科學技術大學雷久侯、祝寶友和陸高鵬教授團隊在雷暴云頂向上放電及多圈層耦合方面取得重要進展。他們基于自主發(fā)展的地基閃電觀測陣列，結合國際空間站搭載的高時空分辨率光學觀測資料，首次揭示了雷暴云頂放電的光學特征及其誘發(fā)的低電離層擾動特征。
IT之家了解到，相關研究成果于 11 月 17 日發(fā)表于國際學術期刊《自然?通訊》上。
據(jù)介紹，對流層閃電可以在臨近空間區(qū)域（20-100 km）誘發(fā)絢麗的中高層大氣放電現(xiàn)象（如圖 1 所示），根據(jù)其始發(fā)位置不同可以分為雷暴云頂型（藍色噴流和巨大噴流等）和低電離層型（紅環(huán)和紅色精靈）。了解雷暴如何直接影響中高層大氣和電離層區(qū)域，對認識地球不同圈層之間的耦合過程具有重要意義。
▲ 圖 1 中高層大氣放電現(xiàn)象 | 圖自中國科大官網(wǎng)，下同
已有大量觀測表明低電離層型放電主要是由對流層內(nèi)強閃電產(chǎn)生的電場激發(fā)，導致低電離層區(qū)域中性分子的電離和擊穿效應。雷暴云頂型放電通常始發(fā)于雷暴過沖云頂和平流層區(qū)域，會顯著影響對流層頂附近的溫室氣體含量。然而，受限于傳統(tǒng)觀測手段，缺乏高時空分辨率的立體協(xié)同觀測資料，關于其現(xiàn)象學特征的認識嚴重不足。
科研團隊基于自主研發(fā)的混合長基線天電陣列，結合搭載在國際空間站上的大氣-空間相互作用光學探測器（ASIM），對雷暴過境期間發(fā)生在我國華南地區(qū)的強雷暴過程進行分析，首次發(fā)現(xiàn)了一類特殊的云頂放電信號負極性 NBE 總是伴隨著藍色 337 nm 光譜輻射，但不伴隨著普通閃電的 777.4 nm 輻射（圖 2），這一明顯區(qū)別于普通閃電的光學特征表明 NBE 獨特的流光發(fā)展特性，糾正了長期以來學術界關于 NBE 放電不發(fā)光的傳統(tǒng)認知，為利用空間光學手段評估閃電類型和監(jiān)測強對流提供了有力判別依據(jù)。通過對負 NBE 電信號及其伴隨的藍色光譜信號進一步分析，發(fā)現(xiàn) NBE 峰值電流強度和藍色光學信號峰值緊密相關。
▲ 圖 2 云頂放電事件光譜成像以及伴隨的負極性 NBE 電場波形
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41467-021-26914-4
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