“閃電獵手”捕捉在大氣層中形成並射向太空的瞬時發光事件

我們都熟悉伴隨暴風雨而來的閃電。雖然這些閃電起源於風暴雲並向下襲擊，但有一種更難以捉摸的類型在大氣層中形成，並射向太空。那麼，當衞星在正上方運行時，有人在同一時間拍攝這些很少見的、短暫的 “瞬時發光事件”，並在衞星的數據中留下其特徵，這種可能性有多大？

這種情況發生的可能性似乎相當小，但是，令人驚訝的是，捷克大氣物理研究所的一名觀察員馬丁·波佩克，同時也是一名狂熱的"閃電獵手"，已經拍下了這些瞬時發光事件的照片，數據詳細到不僅與歐空局Swarm衞星任務的測量結果相吻合，而且還與地面上的記錄相吻合。這種非同尋常的三方重合正在導致人們更好地瞭解這種類型的閃電是如何傳播到太空的。此外，這些新發現有可能改善地球上層大氣的電離部分--電離層的科學模型。

瞬時發光事件是發生在大氣層高處的光學現象，它們與潛在的雷暴中的電活動有關。它們非常短暫，持續時間不到一毫秒到兩秒，而且很少從地面上看到。通常只有敏感的攝影設備才能捕捉到它們，而且，由於它們發出微弱的光，只能在夜間拍攝照片。

根據外觀不同的瞬時發光事件，它們被形象地命名，如Sprites、Jets和Elves，每一種都有自己的特點。例如，“Sprites"是大型放電，發生在50-90公里的高度，在大型雷暴系統之上。它們表現為大而弱的紅色閃光，通常與我們都知道的雲到地面的閃電同時發生。

科學家們長期以來一直對了解電離層中傳播到更高處的閃電是否會引起地球磁場的波動感興趣。電離層是大氣中非常活躍的部分，對它從太陽吸收的能量作出反應。電離層中的氣體被太陽輻射激發，形成具有電荷的離子。

最近發表在《地球物理研究快報》上的一篇論文描述了來自波蘭研究中心的科學家如何利用來自歐空局Swarm衞星羣的磁場數據、來自地球靜止閃電測繪儀的閃電觀測以及來自地面的世界極低頻輻射定位陣列（WERA），為瞬時發光事件與電離層上部的磁場波動之間的聯繫提供證據。

與波蘭空間研究中心合作的一家小公司的Ewa Slominska解釋説：“閃電可以產生超低頻率的波動，泄漏到電離層上部。這意味着一些閃電的威力很大，以至於引發了地球磁場的擾動，並從雷雨中向上傳播數百公里，到達Swarm軌道的高度。儘管Swarm的主要目標是測量磁場的緩慢變化，但很明顯，這項任務也可以檢測磁場的快速波動。然而，Swarm只有在其中一顆衞星靠近活躍的雷暴並且閃電足夠強大的情況下才能做到這一點。”

科學小組成員之一馬丁·波佩克熱衷於用相機捕捉這些不常見的現象，他的照片被證明對高層大氣研究非常有價值，因為它們與Swarm和地面陣列的測量結果相吻合。