Athens Astrophotography and Storm Chasing Team: 04/2017

Τελευταία ενημέρωση: 18.01.2024

Η πρώτη έγχρωμη εικόνα ενός μεγάλου sprite, από αεροπλάνο, το 1994.

==========================================================

ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΑ RED SPRITES ΚΑΙ ΤΑ TLEs;

Για τους βιαστικούς και με απλά λόγια: Τα red sprites είναι ηλεκτρικές εκκενώσεις (σαν «κεραυνοί» αλλά υπάρχουν διαφορές σε σχέση με τους "γνωστούς" κεραυνούς, όπως π.χ. το γεγονός ότι ο κεραυνός αποτελεί θερμό πλάσμα, ενώ τα red sprites ψυχρό πλάσμα) που εμφανίζονται υπό προϋποθέσεις, πάνω από ισχυρές (συνήθως, αλλά όχι απόλυτα) καταιγίδες, και συγκεκριμένα σε ύψη 40-90 km (χοντρικά) στην ατμόσφαιρα.

Με περισσότερες (και τεχνικές) λεπτομέρειες: Το red sprite κατατάσσεται στην οικογένεια* των TLEs (Transient Luminous Events, δηλαδή παροδικά φωτεινά συμβάντα) και είναι ένα σπάνιο ως πολύ σπάνιο ατμοσφαιρικό φαινόμενο που συνδέεται έμμεσα με κεραυνούς θετικού φορτίου (positive CG's) κατά 99%, σε (συνήθως) ιδιαίτερα δραστήρια και μεγάλα συμπλέγματα καταιγίδων. Στατιστικά, μόλις το 5-10% περίπου όλων των κεραυνών μιας καταιγίδας είναι θετικού φορτίου. Ορισμένοι, ελάχιστοι τέτοιοι κεραυνοί συνοδεύονται και από sprite πάνω από την καταιγίδα. Το ποιοι θα συνοδευτούν από sprites ή κάποια άλλα TLEs, είναι αποτέλεσμα διαφόρων παραγόντων που ξεφεύγουν από τους σκοπούς αυτού του σύντομου άρθρου.

*Η "οικογένεια" αυτή περιέχει πολλά μέλη, πέρα από τα red sprites, όπως τα ELVES**, τα green GhOSTs, τα blue jets, τα gigantic jets, κ.α. Ωστόσο, αυτά που μπορούν να παρατηρηθούν ευκολότερα, για διάφορους λόγους, σε σχέση με τα υπόλοιπα, είναι τα red sprites.

**Τα ELVES (προέρχεται από το Emission of Light and Very Low Frequency perturbations due to Electromagnetic Pulse Sources) μοιάζουν με κόκκινα δαχτυλίδια και δημιουργούνται από τον ηλεκτρομαγνητικό παλμό του κεραυνού. Ο παλμός αυτός "συναντά" την ιονόσφαιρα (σε ύψος γύρω στα 80-100 km χοντρικά), διεγείροντας μόρια αζώτου. Οι αποδιεγέρσεις αυτών των μορίων δημιουργούν αυτό το φωτεινό κόκκινο δαχτυλίδι. Ένα έντονο (διότι συνήθως αυτά είναι πολύ αμυδρά) παράδειγμα ELVES είναι αυτό:

Τα red sprites εμφανίζονται στη μεσόσφαιρα και σε ύψη από 40 ως 90 km χοντρικά, με ένα μέσο ύψος στα 65-70 km. Η εμφάνιση αυτών των φαινομένων, είναι αποτέλεσμα ενός τοπικού ορυμαγδού διεγέρσεων και ιονισμών των μορίων της ατμόσφαιρας (κυρίως μοριακού αζώτου) και προκαλούνται από προϋπάρχουσες διαταραχές (στήλες κρύου πλάσματος, δηλαδή μερικώς ιονισμένου αερίου ήτοι αποτελούμενου από ιόντα και ελεύθερα ηλεκτρόνια) στην περιοχή εκείνη. Έχουν προταθεί διάφορα αίτια που μπορεί να ευθύνονται για αυτές τις διαταραχές στη μεσόσφαιρα. Από ατμοσφαιρικά βαρυτικά κύματα, κοσμικές ακτίνες μέχρι και πτώσεις μετεώρων. Η πρόσκαιρη ισχυροποίηση του ημί-στατικού ηλεκτρικού πεδίου ανάμεσα στην ιονόσφαιρα και την κορυφή του καταιγιδοφόρου νέφους, που οφείλεται σε ισχυρές εκκενώσεις +CG, οδηγεί στην επιτάχυνση των ελεύθερων ηλεκτρονίων και την ταχύτατη αύξηση των διεγέρσεων / ιονισμών μέσω κρούσεων.

Οι επανασυνδέσεις / αποδιεγέρσεις που ακολουθούν, είναι υπεύθυνες για το, κατά βάση, ερυθρό-πορτοκαλί φως που καταγράφεται, αν και στα χαμηλότερα άκρα τους, αποκτούν σταδιακά μπλε χρώμα.

Οι αρχικές υποθέσεις, ήθελαν, εύλογα, η πρόσκαιρη ισχυροποίηση αυτού του ηλεκτρικού πεδίου να είναι αρκετά μεγάλη, ώστε να οδηγεί σε κατάρρευση του διηλεκτρικού με τη μορφή sprites πάνω από το νέφος, στα προαναφερθέντα ύψη. Ωστόσο, μεταγενέστερες έρευνες και παρατηρήσεις έδειξαν ότι η παρουσία αυτών των φαινομένων συνοδευόταν από τιμές του συγκεκριμένου πεδίου που ήταν υποπολλαπλάσιες της κρίσιμης τιμής κατάρρευσης.

Το ύψος ενός μεγάλου sprite μπορεί να φτάνει και τα 50 km (δηλαδή περίπου από τα 40 km ως τα 90 km όπως προαναφέρθηκε). Τα μεγαλύτερα από αυτά μοιάζουν με κόκκινες «μέδουσες», ενώ τα μικρότερα με πορτοκαλο-κόκκινες «στήλες». Δείτε εδώ το παράδειγμα μιας «μέδουσας» ("Jellyfish" Sprite):

Μάλιστα το συγκεκριμένο sprite άφησε πίσω του και ένα πολύ έντονο green GhOST (από το Green emissions from excited Oxygen in Sprite Tops, δηλαδή πράσινες εκπομπές από διεγερμένο ατομικό οξυγόνο στις κορυφές των sprites) και είναι ό,τι λέει η περιγραφή (μια φευγαλέα πράσινη εκπομπή από διέγερση ατομικού οξυγόνου στις κορυφές έντονων sprites):

Η διάρκειά τους είναι λίγο μικρότερη από εκείνη του κεραυνού που όλοι γνωρίζουμε, ήτοι από μερικά ms ως μερικές δεκάδες ms, δηλαδή της τάξης των εκατοστών του δευτερολέπτου.

Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα εκπομπής τους, δηλαδή εν ολίγοις, το φως που εκπέμπουν, κατά κύριο λόγο, είναι εκτός του ορατού (400-700 nm) φάσματος. Όπως παρατηρείτε στο ακόλουθο γράφημα, το μεγαλύτερο μέρος είναι στο υπέρυθρο (>700 nm) και το υπεριώδες (<400 nm).

Μια φωτογραφική μηχανή dslr, μπορεί να καταγράψει ένα τέτοιο φαινόμενο (βλέπε και τις παρακάτω φωτογραφίες).

Όλες τις καταγραφές TLEs από/στη χώρα μας, προσπαθούμε να τις συγκεντρώσουμε και να καταγράψουμε τα δεδομένα αλλά και αυτούς που έκαναν τις καταγραφές. Περισσότερα θα βρείτε σε αυτό το σύνδεσμο εδώ.

Μάλιστα, η πρώτη φωτογραφία που ακολουθεί, από τον Δημήτρη Σαγιάκο, είναι και η πρώτη φωτογραφία στην Ελλάδα, όπου απεικονίζεται red sprite, και ελήφθη στις 21.09.2015 από Δ. Αττική κοιτώντας προς καταιγίδες στη Δ. Ελλάδα.

Η πρώτη φωτογραφία red sprite στη χώρα μας, από τον Δημήτρη Σαγιάκο, στις 21.09.2015.

==========================================================

ΒΙΒΛΙΟ ΓΙΑ ΤΑ ΠΑΡΟΔΙΚΑ ΦΩΤΕΙΝΑ ΣΥΜΒΑΝΤΑ

ΚΥΚΛΟΦΟΡΕΙ το πρώτο βιβλίο στην Ελλάδα (και όχι μόνο), για ΟΛΑ τα παροδικά φωτεινά συμβάντα! Σε ένα βιβλίο 156 σελίδων, ο αναγνώστης θα μάθει τα πάντα για τη δημιουργία των καταιγίδων και τον ρόλο τους στη δημιουργία των παροδικών φωτεινών συμβάντων. Το βιβλίο απευθύνεται ΣΕ ΟΛΟΥΣ! Περιέχει αρκετά διαφωτιστικά σχήματα και στο τέλος του υπάρχουν φωτογραφικά ντοκουμέντα από την Ελλάδα και το εξωτερικό!

Μάθετε περισσότερα εδώ!

Αποκτήστε το με ένα μήνυμα στη σελίδα μας!

ή εναλλακτικά, αποκτήστε το από τις εκδόσεις "Οσελότος", εδώ!

==========================================================

Ένα μικρό εκπαιδευτικό βίντεο 18 λεπτών με όλα όσα θα θέλατε να μάθετε για τις ηλεκτρικές εκκενώσεις της ανώτερης ατμόσφαιρας (δηλαδή τα red sprites και τα άλλα TLEs). Εκτός πολλών άλλων, περιέχει καταγραφές από την Ελλάδα αλλά και διάφορες πληροφορίες με σχήματα και παραδείγματα για το πώς να τα δείτε και να τα καταγράψετε. Απευθύνεται κυρίως προς το ελληνικό ευρύ κοινό.

==========================================================

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ (ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΕΣ) ΚΑΤΑΓΡΑΦΕΣ

Ακολουθούν ορισμένες ενδεικτικές λήψεις που έχουν γίνει κατά καιρούς από τα μέλη της ελληνικής ομάδας καταγραφής παροδικών φωτεινών συμβάντων (ΤLEs).

Η 1η είναι του Δημήτρη Σαγιάκου και οι επόμενες δυο του Χρήστου Ντουντουλάκη από πολυκυτταρικές καταιγίδες στις Κυκλάδες στις 17.04.2017.

Μία ακόμη από τον Παναγιώτη Τσούρα, στις 03.06.2018

Στην ακόλουθη φωτογραφία, μία ακόμη οικογένεια red sprites από τον Αναστάσιο Παλαμίδα (βλέπε και Flickr), στις 16.10.2020, από Βοιωτία προς Ιόνιο.

Στην ακόλουθη φωτογραφία, υπέροχα red sprites τα οποία συνέλαβε ο Θανάσης Παπαθανασίου από ΒΑ Αττική κοιτώντας προς Α. Αιγαίο, την 01.02.2021

Στην ακόλουθη φωτογραφία, Red Sprites από τον Μανώλη Θράβαλο - Meteographer στη Σάμο στις 22.05.2020, ξημερώματα, κοιτώντας ΒΑ.

Στην ακόλουθη φωτογραφία, Red Sprites από τον Δημήτρη Σαγιάκο στις 21.06.2020 το βράδυ, κοιτώντας από ΒΑ Αττική προς ΚΒ Εύβοια.

Στην ακόλουθη φωτογραφία, Red Sprites από τον Γιάννη Μάνεση, στις 21.06.2020 το βράδυ, μέσα από την Αθήνα με λήψη του 1.5'' και iso 6400, κοιτώντας προς τις καταιγίδες της Εύβοιας.

«Οικογένειες» από red sprites στις 23-24.09.2020 από Δ. Αττική κοιτώντας προς τα δυτικά, από τον Χρήστο Γ. Ντουντουλάκη, στις ακόλουθες φωτογραφίες. Οι πρώτες, υψηλής ανάλυσης στη χώρα μας και η πρώτη φορά που είχαμε μαζικές καταγραφές (πάνω από 10 events σε ένα βράδυ) αλλά και καταγραφή δευτερεύοντος TLE κάτω από ομάδα sprites (βλέπε 1η από τις ακόλουθες φωτογραφίες).

Η Ανδριάνα Μπαλτουμά γίνεται η 1η γυναίκα στην Ελλάδα (και όχι μόνο) που καταγράφει red sprites στις 12-13.10.2020 και το ξανακαταφέρνει στις 15-16.10.2020. Βλέπε ακόλουθες φωτογραφίες.

Ακόλουθη φωτογραφία από Αντώνη Λυρά, 12-13.10.2020.

Μεγάλο red sprite από τον Παναγιώτη Τσούρα, στις 15-16.10.2020.

Red sprites στις 07.10.2021 από Δ. Αττική κοιτώντας προς τα δυτικά, από τον Χρήστο Γ. Ντουντουλάκη, στην ακόλουθη φωτογραφία.

==========================================================

Η ελληνική ομάδα καταγραφής παροδικών φωτεινών συμβάντων (TLEs) έχει καταγράψει αναρίθμητα συμβάντα από τότε, με πολύ καλύτερη ανάλυση, καθώς βελτιώνεται διαρκώς, ενώ αυξάνονται και τα μέλη που έχουν συλλάβει αυτά τα φαινόμενα. Οι παραπάνω εικόνες είναι απλά ενδεικτικές.

Στο τέλος του άρθρου υπάρχουν και οι σελίδες των φωτογράφων όπου μπορείτε να απευθυνθείτε για περισσότερα!

==========================================================

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΚΑΙ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΣΗ

Ενδεικτικά με ένα iso της τάξης των 3000-5000, με διάφραγμα γύρω στο f/2.8 με f/3.5 είναι οριακά αρκετά για να συλληφθεί ένα τέτοιο φαινόμενο, ακόμη και στη μικρότερη εκδοχή του, από μία μη-τροποποιημένη dslr, αρκεί η περιοχή να είναι αρκούντως σκοτεινή. Επίσης, καλό θα είναι να αποφεύγονται μεγάλες εκθέσεις. Ιδανικά 1-8'' ανάλογα με τη φωτορύπανση του σημείου που βρίσκεστε. Μετά εισέρχεται πολύ φως στο κάδρο, κάτι που δεν είναι επιθυμητό για την καταγραφή τόσο αμυδρών φαινομένων.

Μάλιστα έχουν υπάρξει και αναφορές για θέαση τέτοιων φαινομένων, δια γυμνού οφθαλμού, από παλιά. Πως όμως είναι δυνατόν, το ανθρώπινο μάτι να διακρίνει ένα φαινόμενο που διαρκεί μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου και το μεγαλύτερο μέρος του φάσματος εκπομπής του είναι εκτός του ορατού; Μέρος της απάντησης δίδεται από το γεγονός ότι ναι μεν το μεγαλύτερο μέρος του φάσματος εκπομπής είναι εκτός του ορατού, αλλά αυτό που είναι εντός είναι αρκετό για να καταγραφεί υπό συγκεκριμένες ευνοϊκές συνθήκες. Για να απαντήσουμε πληρέστερα σε αυτό το ερώτημα ωστόσο, θα χρειαστεί να γνωρίσουμε καλύτερα το μάτι μας, όπως και να δούμε κάποια πράγματα που ίσως να μην γνωρίζουν οι περισσότεροι.

Καταρχάς, πάμε να δούμε, σε ένα σχήμα για ευκολία, ποιο είναι το φάσμα απορρόφησης του ματιού μας, το φάσμα απορρόφησης ενός τυπικού, μη-τροποποιημένου αισθητήρα μιας dslr φωτογραφικής μηχανής και το φάσμα εκπομπής ενός red sprite, δηλαδή, εν ολίγοις, τι "δίνει" το sprite και τι "παίρνει" το μάτι μας και το "μάτι" της μηχανής μας.

Για ευκολία, ακολουθεί απομονωμένο το ολοκληρωμένο φάσμα πάνω στις ορατές συχνότητες, για το μάτι μας και για μια dslr.

Παρατηρήστε ότι λίγο-πολύ, οι διαφορές είναι ελάχιστες. Τι συμβαίνει όμως όταν το μάτι μας βρίσκεται σε ένα σκοτεινό περιβάλλον; Καταρχάς το μάτι μας χρειάζεται μερικά λεπτά (ως 30') για να προσαρμοστεί σε ένα αρκούντως σκοτεινό περιβάλλον, μακριά από τα φώτα των πόλεων. Όταν προσαρμοστεί, τότε το φυσικό διάφραγμα του ματιού, η κόρη, έχει διασταλεί αρκετά, ώστε να μπορεί να είναι πιο ευαίσθητο στο φως. Αν και η σύγκριση είναι αρκετά απλοϊκή, ωστόσο αν έπρεπε να περιγράψουμε το μάτι μας, υπό αυτές τις σκοτεινές συνθήκες, με φωτογραφικά δεδομένα, θα λέγαμε πως αντιστοιχεί σε ένα φακό με ρυθμίσεις διαφράγματος f/2 και iso 800. Οι συχνότητες στις οποίες είναι πιο ευαίσθητο το μάτι, διαφέρουν, σε σχέση με εκείνες σε ένα φωτεινό περιβάλλον (βλέπε ακόλουθο σχήμα).

Συγκεκριμένα, η ευαισθησία του ματιού μας αυξάνει αρκετά τη νύχτα, ενώ το μέγιστο της καμπύλης συχνοτήτων μετατοπίζεται προς το ιώδες. Πάντως, όσο αφορά το σκοτάδι, η προσοχή ας εστιαστεί περισσότερο στην ευαισθησία και λιγότερο στη συχνότητα, καθώς το μάτι μας δεν μπορεί να διακρίνει χρώματα, παρά μόνο αποχρώσεις του γκρι, σε ένα αρκούντως σκοτεινό περιβάλλον. Επομένως, ένα red sprite κατά κανόνα θα το δείτε άχρωμο ή σχεδόν άχρωμο.

Από τη στιγμή που το μάτι μας έχει προσαρμοστεί σε ένα αρκούντως και ομοιογενώς σκοτεινό περιβάλλον, η συμπεριφορά του αλλάζει σε σχέση με αυτό που έχουμε συνηθίσει στα γνώριμα φωτεινά περιβάλλοντα του σπιτιού μας ή των πόλεων. Συγκεκριμένα, ακόμη και μια αναλαμπή που μπορεί να αποδώσει μερικά μόλις φωτόνια στο μάτι μας, μπορεί να γίνει αντιληπτή, ακόμη και αν διαρκεί μερικά ms (όπως π.χ. ένα red sprite). Ένα κάτω όριο στη χρονική διάρκεια ενός τέτοιου γεγονότος, που μπορεί να γίνει αντιληπτό από το μάτι, κυμαίνεται από 1/100 ως 1/500 του δευτερολέπτου!

Εν κατακλείδι, αν θέλετε να δείτε ή/και να καταγράψετε ένα red-sprite, θα χρειαστείτε ένα αρκετά σκοτεινό μέρος μακριά από τα φώτα των πόλεων, μία αρκετά δραστήρια καταιγίδα (ενδεχομένως υπερκυτταρική / πολυκυτταρική για να αυξηθούν οι πιθανότητές σας) σχετικά μακριά από εσάς, ώστε να έχετε καθαρό ουρανό από πάνω σας, πολλή υπομονή, μια dslr και ένα τρίποδο βεβαίως. Εφόσον προσαρμοστούν τα μάτια σας στο σκοτάδι (αν μπορείτε να δείτε τον Γαλαξία, τότε είστε έτοιμοι), τότε κοιτάτε πάνω από το καταιγιδοφόρο νέφος. Όταν λέμε πάνω, εννοούμε σχετικά ψηλά. Αυτά τα φαινόμενα δεν συνδέονται με το νέφος, όπως συνδέονται π.χ. οι κεραυνοί, και εμφανίζονται αρκετά πιο πάνω από αυτό (μία αίσθηση, μπορείτε να έχετε και από τις παραπάνω φωτογραφίες). Αυτό που θα δείτε, αν τα καταφέρετε, θα είναι πολύ σύντομο, γενικά αμυδρό και κατά βάση άχρωμο (στα πολύ έντονα, μπορεί να δείτε και χρώμα). Η μηχανή σας όμως, θα έχει φροντίσει να συλλάβει αυτή τη σπάνια στιγμή!

==========================================================

Πηγές

1) Βιβλίο "Παροδικά Φωτεινά Συμβάντα", το οποίο μπορείτε να αποκτήσετε από τη σελίδα μας στο facebook με έκπτωση και μηδενικά έξοδα αποστολής ή αποκτήστε το από τις εκδόσεις "Οσελότος", εδώ!