VCSE - Lidércek meg világító felhők a Vouges-hegység felett - Forrás: APOD
VCSE – Lidércek meg világító felhők a Vosges-hegység felett – Forrás: APOD

Ez a kép egy nagyon érzékeny videókamera felvételének egy képkockája, ami a kelet-franciaországi Vosges (ejtsd: “Vózs”) hegység egyik csúcsáról készült 2020. június 26-án.

A képen két érdekes jelenség is jól megfigyelhető:
Az első a vörös lidércek, amik a kép bal felső részén láthatóak. Nevüket színükről és a népi hiedelem láng-szerű alakjairól kapták. (Angolul red sprites, vagyis vörös koboldok. A névválasztást nehezen megfogható, gyorsan tovatűnő természetük indokolta.)

A vörös kobold nehezen megfigyelhető légköri jelenség, főként arra alkalmas kamerák képein látható csak. Időtartamuk tipikusan pár milliszekundum, ami túl rövid idő ahhoz, hogy az emberi agy egyáltalán feldolgozza. Így talán nem túl meglepő, hogy először csak 1989-ben sikerült lencsevégre kapni ezt a jelenséget. Szabad szemes dokumentáció felhők feletti, nagyon rövid ideig tartó jelenségekről ugyan már jóval korábbról is ismert, az első ismert 1730-ból származik. Az ilyen eseteknél azonban nehéz eldönteni, hogy mit is láthattak pontosan az észlelők. (Az emberi tapasztalat színek, fényesség, és idő terén elég bizonytalan tud lenni, főleg ha gyorsan villódzó dolgokról van szó. Például a fényes hullócsillagok élményét is sokféleképpen írják le az emberek, még ha ugyanazt látták is – főleg ha először tapasztalnak ilyesmit.) Az első beszámoló, amiről tényleg elképzelhető, hogy lidérc, 1886-ból származik, egy, a Nature folyóiratnak küldött levélből.

Érdekesség továbbá, hogy az 1989-es felfedezés után több nagy magasságban haladó repülőgép pilótája is jelezte utólag, hogy láttak már hasonló eseményt, viszont nem szóltak róla, mivel féltek, hogy többen inkább a mentális egészségüket kérdőjeleznék meg.

Keletkezésük pontos fizikai részletei a mai napig tisztázatlanok. Erős elektromos mezőre mindenképpen szükség van hozzá, amint ez a kép alapján is gyanítható. Általában nagyobb viharfelhők fölött szoktak megjelenni, pár századmásodperccel felhő-föld villámok után. Nagyon nagy sebességű videókamerákkal sikerült a jelenség lefolyását megfigyelni: néhány-tízméteres ionizált anyaggömbökként indulnak nagyjából 80 km-es magasságban, majd nagyon gyorsan – akár a fény sebességének 10%-val! – elindulnak lefelé inda-szerű alakban, miközben a kezdeti vöröses színek helyett egyre inkább kékes-lilás színeket öltenek. Ezután néhány milliszekundumos késleltetéssel az ionizált anyaggömbök megindulnak felfelé. Érdekes módon a lidércek nem pont a velük kapcsolatba hozott felhő-föld villámok fölött jelennek meg, hanem vízszintes irányban akár 50 km-rel arrébb.

A képen észrevehető másik jelenség a közvetlenül a viharfelhő felett fehéren fénylő éjszakai világító felhők vagy angol rövidítésükkel NLC-k (noctilucent clouds). Az ilyen eseményekről egyre gyakrabban lehet mostanában hallani, míg néhány évtizede sokkal ritkábbak voltak az ilyenek. Ez az esemény is kb. 80 km magasan, a mezoszférában keletkezik és szintén sok még a megválaszolatlan kérdés velük kapcsolatban, habár amit tudunk, az biztosabbnak tűnik, mint a lidércek és hasonlók esetében.

Az NLC-k gyakran a sarkkörökön túli szélességek fölött keletkeznek az adott félteke nyári napforduló körüli időszakában, de többször alacsonyabb földrajzi szélességek fölött is megfigyelhetőek. Például a 60. északi szélességi körnél keletkező felhők akár hazánk északi részéről is megfigyelhetőek a horizont közelében, a közelebbiek sem nagyon ritkák, ezek már az égen jóval magasabban látszanak, előfordulhat azonban közvetlenül felettünk képződő is.

Az NLC-k létrejöttéhez valószínűsíthetőleg három tényező kell: jó hideg, vízpára és valamilyen apró szennyeződés: a vízpára a hideg hatására jég formájában kicsapódik az apró részecskékre. A NASA AIM (Aeronomy of Ice in the Mesosphere) műholdja 2007-es felbocsátása óta sokat derített ki erről a jelenségről. Példaképpen: a felbocsátás előtt különböző szimulációk alapján a kutatók arra jutottak, hogy az atmoszférában az üvegházhatású gázok mennyiségének növekedésével az alacsonyabb légrétegek hőmérséklete növekszik, a magasabbaké, így a mezoszféráé is, csökken. Az AIM méréseivel ezt a kapcsolatot sikerült megerősíteni, tehát az üvegházhatású gázok légkörbeli mennyiségének növekedésével az NLC-k kialakulásának egyik feltétele is egyre gyakrabban adott, így ez gyakorlatilag egy jele a globális felmelegedésnek és lehetséges magyarázata a jelenség egyre növekvő gyakoriságának.

A vízpára felsőbb légrétegekbe kerülésének módja egy nyitott kérdés, egyik lehetséges módja, hogy a sarkok környékén a nyári szelek szállítják fel, egy másik pedig az, hogy a sztratoszférában és a mezoszférában lévő metán fotokémiai bomlásából származik, hogy melyik folyamat lenne a legjelentősebb, arról szintén nincsenek megbízható mérések. Van egy harmadik lehetséges út is: ez a rakéták által hátrahagyott gőz, ezen a módon viszont biztosan nem jut fel jelentősebb mennyiségű víz.

A harmadik feltétel, a porszemcsék eredete szintén bizonytalan. Egy magyarázat szerint a légkörben elégő meteoroidok finom porából, egy másik szerint pedig a vulkánkitörések után hátramaradó, nagyon finom szerkezetű, apró hamuból származnak, bár ez utóbbira nincs konkrét bizonyíték, szemben az előbbire, amit az AIM mérései megerősítettek. A szemcsék nagyságrendileg legfeljebb 100 nm-esek lehetnek, ezekre csapódik ki a vízpára jég formájában, így gyakorlatilag ezek töltik be a kondenzációs magvak szerepét a keletkezés folyamatában. A kondenzációs magvaknak fontos szerepe van a troposzféra felhőinek és általánosságban jég képződésében is: a kicsapódás és a jég keletkezése is az apró, szennyező részecskék körül indul meg, ezért van az, hogy amikor például szaharai por kerül a levegőbe, akkor gyakoribb a felhőképződés.

Az NLC-k naplemente után és előtte figyelhetőek meg, hiszen a Nap világítja meg, hasonlóan a műholdakhoz, azonban jóval alacsonyabban, ezért napkelte/napnyugta előtt/után kb. 1 órával láthatóak.

Ezen kívül a képen látható még maga a vihar, illetve a tiszta ég, de nem ezek a fő látnivalók a képen.

Források:

https://zenodo.org/record/1698249#.XwMOuXUzazK -Az 1886-os beszámoló

https://www.nasa.gov/mission_pages/aim/edge_of_space.html -Az AIM küldetés előtt írt cikk

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/taking-aim-at-night-shining-clouds-10-years-10-science-highlights -Egy, az AIM küldetés eredményeit összegző cikk

https://en.wikipedia.org/wiki/Sprite_(lightning)

https://en.wikipedia.org/wiki/Noctilucent_cloud

https://www.nationalgeographic.com/news/2011/12/111207-lightning-sprites-elves-thunderstorms-3d-video-science/ -Egy cikk sprite-okról és ELVES-ekről, de főként sprite-okról

https://www.facebook.com/photo.php?fbid=2751989771478813&set=pb.100000034501013.-2207520000..&type=3 – Egy szép, illusztratív kép lidércekről