Investigadores hallan el origen de la curiosa luz que cubre tormentas a gran altura

Entender las condiciones de formación de sprites es importante, en parte, porque pueden interferir o interrumpir las señales de comunicación de largo alcance al cambiar las propiedades eléctricas de la ionosfera inferior.

El profesor Ningyu Liu, del Instituto de Tecnología de Florida, ha mejorado el entendimiento de un fenómeno luminoso curioso que pasa entre 32 a 40 kilómetros por encima de tormentas eléctricas.

Estos fenómenos espectaculares, llamados sprites, son descargas eléctricas como fuegos artificiales, a veces precedidos por halos de luz, en la atmósfera superior de la tierra.

Durante mucho tiempo, se ha pensado que las ondas de gravedad atmosféricas juegan un papel importante en la iniciación de los sprites, pero no hay estudios previos, hasta los recientes hallazgos de este equipo, que proporcionan argumentos convincentes para respaldar esta idea, tal y como se informa en un artículo publicado este lunes en ‘Nature Communications’.

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La investigación incluye los resultados integrales de simulación por ordenador de un nuevo modelo de iniciación de sprites y dramáticas imágenes de un evento sprite, y proporciona una mejor comprensión de los mecanismos atmosféricos que conducen a la formación de sprites. Entender las condiciones de formación de sprites es importante, en parte, porque pueden interferir o interrumpir las señales de comunicación de largo alcance al cambiar las propiedades eléctricas de la ionosfera inferior.

Predichos por el premio Nobel CTR Wilson en 1924, pero no descubiertos hasta 1989, los sprites son provocados por golpes intensos de rayos desde la nube a la tierra. Suelen durar unas pocas decenas de milisegundos; son lo suficientemente brillantes para ser visto a simple vista en la oscuridad de la noche y sólo los más poderosos relámpagos pueden causarlos.

El estudio, realizado por Liu, profesor de Ciencias Físicas y Espaciales en Florida Tech, y sus colaboradores Joseph Dwyer, exprofesor de Florida Tech ahora en la Universidad de New Hampshire; Hans Stenbaek-Nielsen, de la Universidad de Alaska Fairbanks, y Matthew McHarg de la Academia de la Fuerza Aérea de Estados Unidos, se centró en cómo se inician los sprites.

Según Liu, las perturbaciones en la atmósfera superior creadas por ondas de gravedad atmosféricas pueden crecer en el campo eléctrico producido por un rayo y, finalmente, conducir a los sprites. «Las perturbaciones con pequeño tamaño y gran amplitud son los mejores para iniciar sprites –dice Liu–. Si el tamaño de la perturbación es demasiado grande, el comienzo del sprite es imposible; si la magnitud de la perturbación es pequeña, se requiere un tiempo relativamente largo para que empiecen los sprites».

Para validar su modelo, el equipo analizó un evento de sprites capturado simultáneamente por cámaras de alta velocidad y de alta sensibilidad en dos aviones durante una misión de observación patrocinada por la corporación de radiodifusión japonesa NHK. Las imágenes de alta velocidad muestran que un halo de sprites de relativamente larga duración precedió el inicio rápido de elementos de sprites, tal y como predice el modelo.

Hamid Rassoul, físico atmosférico y decano de la Facultad de Ciencias de la Florida Tech, cree que los resultados serán fundamentales para futuras investigaciones. «Van a permitir a los científicos estudiar no sólo los sprites, sino también las perturbaciones mesosféricas, que son difíciles, si no imposibles, de observar», destaca.

Liu añade: «Nuestros resultados también sugieren que pequeños resplandores oscuros en la atmósfera superior pueden ser causados frecuentemente por un rayo intenso pero eluden la detección. Puede haber muchos fenómenos interesantes en espera de descubrimiento con sistemas de imagen más sensibles».

 

EP – INNOVAticias

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