Als we aan een storm denken, stellen we ons bliksem, donder en stromende regen voor. Einde verhaal. In werkelijkheid, veel hoger dan de wolken die we vanaf het oppervlak zien, herbergt de atmosfeer fenomenen die tientallen jaren bijna op pilotenlegenden leken: rode flitsen, blauwe jets, ultraviolette ringen die gedurende fracties van een seconde exploderen boven stormen.
Nu hebben die demonstraties een naam, een wetenschappelijke classificatie en vooral steeds duidelijkere beelden. Astronauten aan boord van het Internationale Ruimtestation hebben nieuwe foto’s gemaakt van de zogenaamde rode sprites, spectaculaire rode elektrische ontladingen die zich vormen in de bovenste lagen van de atmosfeer boven grote stormsystemen.
Boven de onweersbuien gebeurt er veel meer dan we vanaf de grond zien, en gedurende een paar milliseconden licht de lucht rood op
Ze zien eruit als lichtgevende kwallen die in de lucht hangen. Ze blijven slechts enkele milliseconden zichtbaar. En vanaf de grond kan bijna niemand ze zien.
De rode sprites maken deel uit van de voorbijgaande lichtgevende gebeurtenissen, dat wil zeggen de voorbijgaande lichtgevende gebeurtenissen die plaatsvinden boven onweersbuien en heel kort duren. Ze ontwikkelen zich in de mesosfeer, zelfs op ongeveer 80 kilometer boven zeeniveau, ruim boven de hoogte waarop normale stormwolken ontstaan. Ze worden veroorzaakt door bijzonder intense elektrische ontladingen in de onweersbuien beneden en krijgen die typische roodachtige kleur als gevolg van de interactie met de stikstof die in de bovenste lagen van de atmosfeer aanwezig is.
Jarenlang was het bijna onmogelijk om ze te bestuderen: te snel, te hoog, te onvoorspelbaar. Toen kwam het bevoorrechte zicht op de ruimte.
©NASA
Het ISS is een in een baan rond de aarde draaiend atmosferisch observatorium geworden en toont ons een kant van de hemel die bijna altijd uit de grond ontsnapt
Vanuit de kijkkoepel van het ISS kunnen astronauten onweersbuien van bovenaf observeren, met een perspectief dat vanaf de aarde simpelweg niet bestaat. En die locatie is veranderd in een soort permanent wetenschappelijk laboratorium.
ASIM, de Atmosphere-Space Interactions Monitor van de European Space Agency, werkt al jaren aan boord, een instrument dat speciaal is ontworpen om bliksem en elektrische verschijnselen in de hogere atmosfeer te bestuderen. Naast dit systeem gebruiken astronauten ook zeer snelle camera’s als onderdeel van het Thor-Davis-experiment, die tot 100.000 frames per seconde kunnen opnemen. Een snelheid die nodig is als het fenomeen dat je wilt observeren minder dan een oogwenk duurt.
En het is juist dankzij deze technologieën dat de wetenschap beter begint te begrijpen wat er boven grote stormen gebeurt.
Deze flitsen zijn niet alleen spectaculair: ze kunnen de atmosfeer, radiocommunicatie en de studie van extreme verschijnselen beïnvloeden
Het meest interessante is dat rode sprites niet alleen een curiosum voor ruimtefotografie zijn. Ontladingen die door de hogere atmosfeer gaan, kunnen tijdelijk de ionosfeer veranderen, het elektrisch geladen gebied dat veel radiogolven reflecteert en transporteert. In de praktijk kan een dergelijke gebeurtenis bepaalde langeafstandscommunicatie verstoren en gevoelige transmissiesystemen beïnvloeden.
Wetenschappers proberen ook te begrijpen hoe deze verschijnselen de chemie van de bovenste atmosfeer, de vorming van andere extreme elektrische gebeurtenissen en zelfs de luchtvaartveiligheid beïnvloeden tijdens vluchten op grote hoogte in de buurt van grote stormsystemen.
Niet slecht voor iets dat nog maar een paar decennia geleden op cockpitfolklore leek.
Er is een hele elektrische wereld boven de wolken die we nog maar net zijn gaan waarnemen
De rode sprites zijn slechts een deel van de show. Blauwe jets verschijnen ook boven de onweersbuien, blauwe jets die richting de stratosfeer schieten, en gigantische ringen van ultraviolet licht genaamd ELVES, onzichtbaar voor het blote oog maar detecteerbaar door de ISS-instrumenten.
Al deze verschijnselen vertellen een vrij eenvoudige waarheid: de atmosfeer van de aarde is veel dynamischer, gewelddadiger en complexer dan wat we van onderaf zien suggereert.
Eeuwenlang hebben we naar stormen gekeken, denkend dat de hemel daar ophield, bovenaan de zwarte wolken.
Het was alleen de begane grond.
Mogelijk bent u ook geïnteresseerd in:
