Các hiện tượng jet Sét thượng tầng khí quyển

Gigantic jet chụp tại vùng núi lửa Mauna Kea, Hawaii.

Mặc dù các hiện tượng jet thường được coi là các loại sét thượng tầng khí quyển, nhưng người ta đã phát hiện ra rằng thực ra chúng là các phần của tia sét tầng đối lưu và là một hình thức phóng điện từ đám mây ra ngoài không khí và di chuyển lên trên. Trái lại, các loại TLE khác không kết nối điện trực tiếp với tia sét tầng đối lưu—mặc dù được kích hoạt bởi nó. Hai loại jet chính là "blue jet" và "gigantic jet", còn "blue starter" được coi là một dạng yếu hơn của blue jet.

Sét dị hình xanh (Blue jet)

Blue jet, chụp bởi NASA

Blue jet thường hình thành phía trên các đám mây bão, nó thường trông giống như một ngôi sao băng và di chuyển trong tầng bình lưu cách mặt đất khoảng 40 km đến 80 km. Giả thuyết cho rằng chúng bắt đầu như những sự phóng điện bình thường giữa vùng chóp đám mây dông chứa điện tích dương và một lớp điện tích âm hưởng ứng ở khí quyển cao trên đám mây. Đầu kênh dẫn dương của hệ thống kênh sét hai chiều hình thành trong đám mây có thể lấp đầy vùng điện tích âm của khí quyển nói trên, trước khi đầu kênh âm kịp lấp vào vùng điện tích dương đỉnh. Kênh dẫn dương sau đó tiếp tục lan truyền, thoát ra khỏi đám mây lên trên khí quyển cao hơn, khi đó có sự phóng điện. Trước đây người ta tin rằng blue jet không liên quan trực tiếp tới tia sét, và sự xuất hiện của mưa đá bằng cách nào đó dẫn đến sự hình thành của chúng.[16] Khác với các sprite, sự hình thành blue jet không phải được kích hoạt bởi các đợt sét dương thông thường giữa đám mây và mặt đất.[17] Chúng sáng hơn các sét dị hình sprite và như cái tên chúng có màu xanh lam. Màu sắc này được cho là từ tập hợp vạch phát xạ xanh lam và gần tử ngoại của các phân tử nitơ trung hòa và ion hóa.

Tư liệu ghi hình đầu tiên của loại sét này được thực hiện ngày 21 tháng 10 năm 1989, được ghi lại từ tàu con thoi khi nó lướt qua Úc và sau đó bắt đầu có nhiều tài liệu hơn sau nhiều chuyến bay thí nghiệm của Đại học Alaska. Blue jet xuất hiện hiếm hơn các tia sprite. Cho tới năm 2007, chỉ có ít hơn 100 hình ảnh về chúng đã được thu thập, và phần lớn những bức ảnh này, bao gồm cả bức ảnh màu đầu tiên, chỉ liên hệ với một cơn dông duy nhất. Những hình ảnh này được chụp trong loạt các nghiên cứu hàng không vào năm 1994 để nghiên cứu sprite.[18] Tới gần đây, nguồn gốc và sự hình thành blue jet đã được quan sát từ Trạm vũ trụ Quốc tế.[3]

Blue starter

Một loại sự kiện phát sáng khác có họ hàng với blue jet, gọi là blue starter.[19] Đó là sự phóng điện với cơ chế tương tự từ trên đỉnh đám mây lên khí quyển nhưng nó lên thấp hơn và sáng hơn blue jet, chỉ lên đến độ cao 20 km.[20] Blue starter được phát hiện trong đoạn video từ một chuyến bay nghiên cứu quanh đám mây bão vào ban đêm.[21] Theo Tiến sĩ Victor P. Pasko, phó giáo sư kỹ thuật điện, "Blue starter dường như là các blue jet không hoàn chỉnh."[22]

Sét dị hình Gigantic jet

Một số tia sprite trên vùng trời Oro Verde, Argentina, chụp ngày 2 tháng 2 năm 2014.

Gigantic jet là một sự phóng điện trên tầm cao hơn mây, ra khí quyển với kích cỡ lớn hơn đáng kể so với blue jet, vì thế cũng dễ nhận thấy hơn. Gigantic jet lên cao hơn các blue jet và phần trên của một tia gigantic jet có màu xanh-đỏ. Nguyên nhân chúng hình thành cũng khác một chút so với blue jet. Chúng dường như bắt đầu ở ngay giữa miền điện tích dương trên đỉnh đám mây và miền điện tích âm phía dưới, không giống blue jet xuất phát trực tiếp từ đỉnh đám mây lên lớp điện tích khí quyển bên trên. Quá trình các tia gigantic jet hình thành gần tương tự blue jet khi miền điện tích dương ở cao hơn đã phóng điện thông qua hệ thống kênh dẫn trước khi điều tương tự xảy ra ở miền bên dưới mây, sau đấy một đầu kênh dương của hệ thống kênh dẫn truyền lên trên từ đám mây ra tầng điện li.

Các quan sát

  • Ngày 14 tháng 10 năm 2001 các nhà khoa học của đài quan sát Arecibo đã chụp được bức ảnh về hai tia gigantic jet khổng lồ đi cùng nhau xuất hiện ở độ cao 70 km (45 dặm).[23] Hai tia sét xuất phát từ một cơn bão ngoài khơi và biến mất trong giây lát. Một tia có tốc độ di chuyển ban đầu khoảng 50,000 m/s, tốc độ của các tia sét thông thường, nhưng sau đó tăng tốc lên từ 160.000 đến 270,000 m/s khi bắt đầu tách ra làm hai và khi đi lên tầng điện li, nó đã tăng tốc tới ít nhất 2.000.000 m/s (4.500.000 mph; 7.200.000 km/h) và phát nổ sáng rực.
  • Vào ngày 22 tháng 7 năm 2002 tạp chí khoa học Nature đã đăng tin về việc nhìn thấy 5 tia sét gigantic jet cực lớn xuất hiện, có chiều dài vào khoảng 60 đến 70 kilômét (35 đến 45 dặm) trong vùng Biển Đông, nó chỉ xuất hiện trong một giây nhưng có hình dáng rất giống như một cái cây hay củ cà rốt.[24][25]
  • Vào ngày 10 tháng 11 năm 2012, Bản tin khoa học Trung Quốc đã báo cáo một sự kiện một tia jet khổng lồ được quan sát phía trên một cơn dông tại miền đông Trung Quốc đại lục vào ngày 12 tháng 8 năm 2010: "GJ event that was clearly recorded in eastern China" (vị trí tâm bão 35.6°B,119.8°Đ, gần biển Hoàng Hải).[26]
  • Ngày 2 tháng 2 năm 2014, Trạm quan trắc Oro Verde ở Argentina đã thông báo về 10 hoặc nhiều hơn các sự kiện gigantic jet (nhưng cũng có thể là sprite) được quan sát phía trên một cơn dông ở phía nam tỉnh Entre Ríos. Tâm bão ở vị trí 33°N, 60°T, gần thành phố Rosario.[cần dẫn nguồn]
  • Ngày 13 tháng 8 năm 2016, khi đang quan sát mưa sao băng Perseids, nhiếp ảnh gia Phebe Pan đã chụp một bức ảnh bằng thấu kính góc rộng thể hiện rõ một tia gigantic jet, ở trên đỉnh núi Shi Keng Kong ở tỉnh Quảng Đông[27] và Lý Hoa Long cũng chụp được tia jet đó ở một nơi xa hơn tại huyện Gia Hòa, tỉnh Hồ Nam, Trung Quốc.[28]
  • Vào ngày 28 tháng 3 năm 2017, nhiếp ảnh gia Jeff Miles đã chụp được bốn tia jet khổng lồ trên bầu trời Australia.[29]
  • Vào ngày 16 tháng 10 năm 2019, phi công Chris Holmes đã ghi hình được trên đoạn video với độ phân giải cao về một tia gigantic jet ở độ cao 10.6 km (35,000 feet) trên vịnh Mexico ở gần Bán đảo Yucatán.[30] Ở khoảng cách 35 dặm (56 km), video của Holmes cho thấy một luồng sáng màu xanh lam mọc từ đỉnh một đám mây dông vượt lên tới tầng điện li, phần trên cùng chuyển màu đỏ. Ngay sau đó, một kênh sét màu trắng rực rỡ từ từ di chuyển leo lên từ đỉnh đám mây, lên tới khoảng 10% độ cao của tia gigantic jet trước khi biến mất.

Tài liệu tham khảo

WikiPedia: Sét thượng tầng khí quyển http://stratocat.com.ar/fichas-e/1989/PAL-19890609... http://www.storm-t.iag.usp.br/pub/ACA0330/papers/W... http://wellbeing.ihsp.mcgill.ca/elves/ http://www.spaceref.ca/news/viewpr.html?pid=6878 http://ams.confex.com/ams/pdfpapers/65547.pdf http://www.livescience.com/environment/070612_spri... http://www.livescience.com/php/video/player.php?vi... http://news.nationalgeographic.com/news/2003/06/06... http://spaceweather.com/archive.php?view=1&day=16&... http://spaceweathergallery.com/indiv_upload.php?up...