Vlastnosti bleskov, ktoré spôsobujú hvízdavé tóny v okolí Zeme, preskúmali dvaja českí vedci v spolupráci s fínskym kolegom.
Ilustračný obrázok. Zdroj: iStockphoto.com
Fínske polárne observatórium Kannuslehto zachytilo pred siedmimi rokmi zvláštny druh rádiových vĺn na počuteľných kmitočtoch. Išlo o rad hvízdavých zostupných tónov, ktoré sa objavovali po celú noc až do rána. Spôsobili ho tri rozdielne búrky na africkom pobreží Stredozemného mora a v Nórsku.
Vlastnosti zdrojových bleskových výbojov sú aj predmetom výskumu českých vedcov Ivany Kolmašovej a Ondřeja Santolíka z Ústavu fyziky atmosféry Akadémie vied Českej republiky (AV ČR) a Matematicko-fyzikálnej fakulty Univerzity Karlovej (UK). Venovali sa mu spolu s fínskym kolegom a výsledky publikovali v poprednom časopise Nature Communications.
Signály bleskov cestujú vo hvizdovode
Elektromagnetické signály generované bleskovými výbojmi, takzvané atmosfériky alebo skrátene sfériky, sa šíria vo vlnovode, ktorý tvorí spodný okraj ionosféry a povrch Zeme, na vzdialenosti až niekoľko tisíc kilometrov od zdrojového blesku.
Časť elektromagnetickej energie týchto sférikov môže preniknúť cez ionosféru a ďalej do zemskej magnetosféry. Na svojej ceste plazmatickým prostredím magnetosféry sa nízka frekvencia elektromagnetického signálu šíri pomalšie než vysoké tóny.
V mimoriadnych prípadoch hvízdavé tóny alebo hvizdy putujú v hustotnej trubici (angl. duct), ktorá obklopuje magnetickú siločiaru prepájajúcu obe pologule. Signál blesku potom v takom hvizdovode cestuje medzi pologuľami, odráža sa opakovane od ionosféry, pričom časť jeho energie môže prejsť ionosférou opäť až na povrch Zeme.
Tri búrky napojené na jeden hvizdovod
Dňa 3. januára 2017 sa objavil hvizdovod v blízkosti fínskej polárnej prijímacej stanice Kannuslehto, ktorá patrí geofyzikálnemu observatóriu Sodankyla. Stanica začala po polnoci zaznamenávať rad hvizdov, ktoré prichádzali počas takmer ôsmich hodín.
„Analýzou záznamov stanice spolu so záznamami bleskových detekčných sietí EUCLID (EUropean Cooperation for LIghtning Detection) a WWLLN (World Wide Lightning Location Network) sme zistili, že zdrojové blesky pochádzali prekvapivo z troch rôznych búrok, ktorých elektromagnetické stopy mali spoločný ten istý hvizdovod,“ uviedol Ondřej Santolík z Ústavu fyziky atmosféry AV ČR a Matematicko-fyzikálnej fakulty UK.
„Rad hvizdov v nočných hodinách bol spôsobený mohutnými búrkovými systémami nad Stredozemím. Nad ránom sa objavili najsilnejšie hvizdy vďaka malej búrke na západnom pobreží Nórska, ktorá vyprodukovala nie príliš početné, ale zato veľmi silné blesky ̶ z ktorých bola celá jedna polovica schopná spustiť rad hvizdov,“ približuje vedec.
Dvakrát viac kladných bleskov
Vedcov prekvapilo, že sfériky, ktoré sa šírili od svojich zdrojových bleskov na africkom pobreží Stredozemného mora, mali po svojej ceste dlhej viac ako 4000 km pod ionosférou ešte dosť sily vybudiť rad hvizdov.
Odborníci ďalej zistili, že takmer polovica zdrojových bleskov bola kladná, čo je dvakrát väčšie zastúpenie kladných bleskov než v obvyklých európskych zimných búrkach.
Dokonalá nepriazeň počasia
Prítomnosť radu hvizdov je jednoznačným dôkazom existencie hustotných trubíc, o ktorých sa toho zatiaľ veľa nevie. Výskum tak predstavuje ďalší pokrok pri skúmaní hustotných trubíc, ktoré obklopujú magnetickú siločiaru prepájajúcu obe pologule.
Pozorovania umožnilo aj počasie. V januári 2017, keď bolo v stredozemnej oblasti chladnejšie a v severnej Európe zasa teplejšie ako obyčajne, sa sformovali mohutné búrkové oblaky. Tie zásobili svojimi elektromagnetickými prejavmi hvizdovod s ústím blízko polárnej stanice, ktorá zaznamenala rad hvizdov.
„Z našej analýzy vyplýva, že je dôležité venovať sa štúdiu zimných búrok a zamerať sa na tie bleskové výboje, ktoré udrú vo vyšších zemepisných šírkach, pretože sú schopné vybudiť rad hvizdov, a teda sú ideálnymi pomocníkmi pri výskume hustotných trubíc,“ uviedla Ivana Kolmašová.
Výsledky meraní publikoval časopis Nature Communications v článku Whistler echo trains triggered by energetic winter lightning autorov I. Kolmašová, O. Santolík a J. Manninen.
Zdroj: TS MFF UK v Prahe
(zh)
