“闪电猎手”捕捉在大气层中形成并射向太空的瞬时发光事件

我们都熟悉伴随暴风雨而来的闪电。虽然这些闪电起源于风暴云并向下袭击，但有一种更难以捉摸的类型在大气层中形成，并射向太空。那么，当卫星在正上方运行时，有人在同一时间拍摄这些很少见的、短暂的 “瞬时发光事件”，并在卫星的数据中留下其特征，这种可能性有多大？

这种情况发生的可能性似乎相当小，但是，令人惊讶的是，捷克大气物理研究所的一名观察员马丁·波佩克，同时也是一名狂热的"闪电猎手"，已经拍下了这些瞬时发光事件的照片，数据详细到不仅与欧空局Swarm卫星任务的测量结果相吻合，而且还与地面上的记录相吻合。这种非同寻常的三方重合正在导致人们更好地了解这种类型的闪电是如何传播到太空的。此外，这些新发现有可能改善地球上层大气的电离部分--电离层的科学模型。

瞬时发光事件是发生在大气层高处的光学现象，它们与潜在的雷暴中的电活动有关。它们非常短暂，持续时间不到一毫秒到两秒，而且很少从地面上看到。通常只有敏感的摄影设备才能捕捉到它们，而且，由于它们发出微弱的光，只能在夜间拍摄照片。

根据外观不同的瞬时发光事件，它们被形象地命名，如Sprites、Jets和Elves，每一种都有自己的特点。例如，“Sprites"是大型放电，发生在50-90公里的高度，在大型雷暴系统之上。它们表现为大而弱的红色闪光，通常与我们都知道的云到地面的闪电同时发生。

科学家们长期以来一直对了解电离层中传播到更高处的闪电是否会引起地球磁场的波动感兴趣。电离层是大气中非常活跃的部分，对它从太阳吸收的能量作出反应。电离层中的气体被太阳辐射激发，形成具有电荷的离子。

最近发表在《地球物理研究快报》上的一篇论文描述了来自波兰研究中心的科学家如何利用来自欧空局Swarm卫星群的磁场数据、来自地球静止闪电测绘仪的闪电观测以及来自地面的世界极低频辐射定位阵列（WERA），为瞬时发光事件与电离层上部的磁场波动之间的联系提供证据。

与波兰空间研究中心合作的一家小公司的Ewa Slominska解释说：“闪电可以产生超低频率的波动，泄漏到电离层上部。这意味着一些闪电的威力很大，以至于引发了地球磁场的扰动，并从雷雨中向上传播数百公里，到达Swarm轨道的高度。尽管Swarm的主要目标是测量磁场的缓慢变化，但很明显，这项任务也可以检测磁场的快速波动。然而，Swarm只有在其中一颗卫星靠近活跃的雷暴并且闪电足够强大的情况下才能做到这一点。”

科学小组成员之一马丁·波佩克热衷于用相机捕捉这些不常见的现象，他的照片被证明对高层大气研究非常有价值，因为它们与Swarm和地面阵列的测量结果相吻合。