Nadoblačné blesky pozorované, nie len v optickej časti spektra ale aj na rádiových vlnách

Elfovia, Sprity, Trollovia … ako začať? Toto je len niekoľko pomenovaní nadoblačných bleskov, ktorých spoločný akronym je TLE ( Transient Luminous Event ), teda prechodné svetelné udalosti. Opticky boli zaznamenané až v roku 1989 z univerzity v Minnesote, vďaka pokročilej CCD  video technike. Niet ale pochýb, že boli pozorované už v dávnych dobách a videli ich, aj keď len na krátky okamih aj naši predkovia no bez riadnej foto alebo video dokumentácie zostávali TLE tajomnými a teoretickými javmi, o ktorých sa len opatrne hovorilo. Otáznik zostáva aj pri pohľade na zadnú stranu medených mincí. Ako sa im podarilo vyraziť ich podobu už niekedy v rokoch 350 až 200 pred naším letopočtom si môžeme zatiaľ len myslieť, no ich vizuálna podoba sa určite zhoduje, už dnes zdokumentovanými TLE . obr.1, obr.2

 

Obr.1

 

Obr.2

 

Ako prvý sa o šípkach svetla vystupujúcich nad mraky zmieňuje roku 1886 (MacKenzie a Toynbee), 1903 (Everett) videl nad oblačnosťou svetelné stopy do výšky 15°, 1937 (Malan) pozoroval nad mrakmi málo jasné a dlhé úkazy načervenalého zafarbenia a 1951 (Wood) videl nad búrkou útvary podobné obráteným koreňom stromov.
Ale poďme späť do súčasnosti, teda aspoň do roku 1989, kedy boli TLE prvý krát, opticky zaznamenané. Samotnú búrku a blesky, ktoré smerujú z mračien smerom k zemi videl určite každý z nás. Málo koho by ale napadlo, že by sa niečo podobne mohlo, v tom istom okamihu diať aj opačným smerom, teda že by z búrkového mračna, smerom do stratosféry alebo až na hranicu ionosféry vychádzali nejaké nadoblačné blesky. Áno, teraz už to vieme, že sa to tak deje a že stačí počas noci pozorovať, niekoľko sto kilometrov vzdialenú búrku a samozrejme, mať dobré prístrojové vybavenie.
Grafický popis týchto udalostí je na obr.3, kde vidíme práve prebiehajúcu búrkovú činnosť v  troposfére, z ktorej smerom k zemi smerujú blesky. Do stratosféry, mezosféry sú emitovane, pár milisekúnd trvajúce elektrické výboje vo vysokej atmosfére Jety, Sprajty, Trollovia a úplne na vrchu dokonca až na hranici ionosféry, teda až vo výške 90km, Halo a Elf!

 

Obr.3

Na pozorovanie a zaznamenávanie TLE boli po celom svete a aj na Slovensku, vybudovane vedecké pracoviska no a ich fotografovaniu a video dokumentácii sa venujú aj lovci bleskov, ako o nich píšu médiá. Jedným z nich je aj Martin Popek z Nýdku, Česká republika. Tejto záľube sa už venuje od roku 2011 a ako pracovník Ústavu Fyziky Atmosféry AVČR od roku 2016, a zo stoviek vzdialených búrok má nafotografovaných 1400 nadoblačných bleskov. No a práve jemu sa podarilo niečo výnimočné. Podmienky pre pozorovanie nadoblačných bleskov  ešte neboli ideálne a aj tak, sa mu už na začiatku apríla podarilo vyfotografovať vzácny nadoblačný blesk typu Elf. Obr.4

 

Obr.4

 

Vedecká hodnota pozorovania nadoblačných bleskov sa zvyšuje, buď počtom pozorovateľov  alebo zariadení, ktoré tieto udalosti vidia, v tom istom čase ale na iných vlnových dĺžkach. Takto to bolo aj v čase búrky, ktorá vyprodukovala tento výnimočný ale aj ďalšie nadoblačné blesky. Jedno také zariadenie má v prevádzke aj SOSA ( Slovak Organisation for Space Activities ). SID monitor Rudy BASE v Bojniciach a ďalšie, ešte sofistikovanejšie, pripravené na štart. Bude to hlavný vedecký experiment prvej slovenskej družice skCUBE, ktorého ciel je pozorovať a zaznamenávať rádiové vlny veľmi nízkych frekvencií 3kHz až 30kHz, na nízkej orbite, ktorých zdrojom sú okrem iného aj nadoblačné blesky.

 

Obr.5: Cievka VLF experimentu prvej slovenskej družice skCUBE

 

SID monitor je nepriama metóda na pozorovanie a monitorovanie náhlych ionosférických porúch a jej  názov je  SID monitoring ( Sudden Ionospherics Disturbance ). Metóda univerzity Stanford, pôvodne navrhnutá na pozorovanie slnečných vzplanutí počas dňa a v čase prítomnosti D vrstvy ionosféry.

 

Obr.6: Slučková anténa

 

Obr.7: SID monitor

 

SID monitor, jednoduchý SDR prijímač, ktorý zaznamenáva intenzitu odrazených rádiových vĺn VLF na vybraných frekvenciách v rozsahu od 14kHz do 50kHz, po dobu 24 hodín. V noci, v čase neprítomnosti D vrstvy ionosféry, sú rádiové vlny VLF odrážané od vyšších vrstiev ionosféry E a F.

 

Obr.8: Systém kamier Watec 902H2 a Watec 910HX na pozorovanie TLE od Martina Popeka

 

Ukážka ako pozorovanie zo dňa 2. Apríla 2017 prebiehalo a počas ktorého bol zaznamenaný vzácny nadoblačný blesk dvomi rozdielnymi metódami. Rádiový záznam SID monitora Rudy BASE v Bojniciach. Prijímač naladený na frekvenciu 23.4kHz, čo je vysielač VLF DHO38 Rhauderfehn, Nemecko,  búrka nad juhozápadným Českom a optické referencie spritov, s presným časovým údajom a polohou od pozorovateľa Martin Popek, Nýdek, severovýchod Čiech. Pokiaľ je vzdialená búrka v  mieste odrazu rádiových vĺn vysielača od ionosféry alebo v jeho blízkosti, v zázname SID monitora je možne, prechodné svetelné udalosti identifikovať.

 

Obr.9

 

Obr.10

 

Pohľad na mapu radaru bleskov a práve prebiehajúcu búrku obr.8, Spojnica vysielač prijímač obr.9.
Optické záznamy pozorovateľa Martina Popeka, Nídek, s presnou časovou a pozičnou informaciou obr.10, obr.11

 

Obr.11

 

Obr.12

 

Rádiový záznam SID monitora, intenzity rádiových vĺn vzdialeného vysielača VLF  23,4kHz DHO38 Rhauderfehn, Nemecko.  s popisom a označením časov jednotlivých udalostí je na obr.12

 

Obr.13

 

Obr.14

 

Zdroje: