水母发红光是什么原因(水母发红是怎么回事)

天空中的怪异景象总能给人带来无限的想象，比如古人将日食视为“天狗食日”，把彗星当成“扫把星”。

我们很早就从影视剧里学会了以“鄙人夜观天象”为开头的调侃之辞，但如果真的看到天空中从未出现过的现象，往往会将其视为UFO，由此也产生了不少乌龙。

现代科学对很多现象做出了解释，但天空远不如我们想象那般安宁。上半年广州塔与东方明珠接闪的场面颇为震撼，但同样是在雷暴天气，不知道你是否有见到过漂浮在天空高处的“巨型红色水母”。

也许你见到过，但一眨眼的功夫这些“红色水母”就消失不见了，以至于以为自己眼花了，其实这并不是幻觉。

你能在下面这张智利拉西拉天文台的照片中看到什么：满天繁星，璀璨的银河还是位于中部右侧的大小麦哲伦星云呢？但与隐藏在照片左部地平线上的主角相比，这震撼的景象也有些黯然失色。

图源：P. Horálek/ESO

以下六张放大图可以帮我们更好地观察这一神秘物体：在约40分钟的时间里，远处山头出现了一系列红色带状闪光，之后消失的无影无踪，好像从没有出现过一样。

图源：P. Horálek/ESO

据推测这些红色闪光极有可能发生在500公里之外，每一个红色闪光都高达80公里，持续时间仅为几分之一秒。

这一神秘现象的出现是由于黎明前几个小时，遥远的地平线上出现了一场强大的雷暴，于是地球的高层大气再一次沦为了它们的游乐场。

这些红光像莎士比亚笔下《仲夏夜之梦》和《暴风雨》中的精灵那般难以捉摸，于是阿拉斯加大学的戴维斯·森特曼博士将这种天气现象命名为“精灵（sprite）”。

他认为这个名字“非常适合描述它们的外观”，而且很容易让我们想到它们转瞬即逝的“天性”。

看，精灵是真实存在的——虽然和我们想象的精灵并不一样，它甚至不是一种生物。

这些精灵其实是发生在雷暴云或积雨云以上的大范围放电现象，呈现出明亮的红橙色闪光，宽达数公里，高达96公里，穿过平流层、中间层，一直延伸到电离层。电离层是大气中较脆弱的部分，它标志着地球环境的终结和太空的开始。

雷暴云之上的“精灵”

一些精灵有着红色、蓝色或紫色的卷须，向下垂向平流层；而另一些精灵则长着像头发一样的红色绒毛，延伸到电离层。

它们的头部最亮，下部会在离地面40到24公里的高空消失，最近可以到达雷暴云的上方，而雷暴云最高时在地球上空约16公里处。

2015年宇航员在国际空间站发现的精灵

更神奇的是，它们常常是两个或两个以上成群出现，最亮的那几个伴随着越来越微弱的回声。

所以这些精灵比我们平常看到的闪电要高得多，在夜空中呈现出各种各样的形状，因此又可以分为水母精灵、萝卜精灵和柱状精灵等。

柱状精灵

但是它们不像闪电那样常见，而且不容易观察及拍摄。拍摄它们需要一些特殊的条件，比如清晰的视野和没有光线的天空，因为云和雨使观察更加困难，以及红光敏感设备等等。

因为精灵只持续十分之一秒，而且常常会被风暴云遮挡，所以很少有人能从地面上看到它们。

不过2011年在旧金山举行的美国地球物理联盟会议上，阿拉斯加大学的一位空间物理学家表示，从地球上看，“它们比金星还要亮”，因此对很长一段时间里都没人看到它们仍然感到十分惊讶。

我们不知道第一个看到这种现象的人是谁，但最早的报告可以追溯到1730年，当时德国历史学家约翰·格奥尔格·埃斯特（Johann Georg Estor）就记载了雷暴雨以上的短暂发光现象。

约翰·格奥尔格·埃斯特

他在一本书中提到，自己通过骑马及步行的方式探索了黑森达姆施塔特的风景地貌，完成了一本有关国家地理的书。之后老师给了他一个提示，让他去观察天空。

于是有一天他穿过雷雨云，爬上了勃格特附近福格尔斯山脉中最高的一座山。置身雨云之间时，他感到有小水滴在皮肤上，就像露水；到达山顶后，他看到了头顶上的蓝天，身下的云块像白色的海洋，从云块上发出的光直接飞向天空。

而有关偶遇精灵的报道至少可以追溯到1886年，托因比（Toynbee）和麦肯齐（Mackenzie）对这一现象进行了描述。尽管几十年来偶尔有飞行员和其他人声称看到了这样的奇怪景象，但直到1989年7月6日，明尼苏达大学的科学家们才第一次在偶然间拍到了精灵的照片。

那一天，大气物理学家、长期研究高空现象的约翰·温克勒(John Winckler)在双子城东北约64公里的一个天文台，检查一套将用于为不久后火箭测试的低光度摄像系统。

在这一过程中，摄像机记录下了地平线上的一道闪光。“它看起来和我所见过的任何东西都不一样。”温克勒博士在一次采访中回忆道。

1990年，他在论文中估计这两次闪电的长度约为12英里，他指出，这“比云对地闪电要长得多”，这道向上的闪电究竟是一种偶然，还是一种新的闪电，就像它的颜色一样都是未知的。

精灵的第一张彩色照片拍摄于1994年

无意中温克勒和他的学生们成为了第一个在磁带上捕捉精灵的人，这是一个里程碑式的意外，使精灵成为一种真实存在的，并且值得研究的现象。

不久后马歇尔太空飞行中心的科学家们开始从环绕地球飞行的航天飞机拍摄的雷暴录像带中搜寻。1990年4月拍摄的一张图像显示，在非洲西北部出现了一场强烈的雷暴，顶部明显出现了大约20英里高的垂直闪光。在此之后他们很快发现了其他相似的图像。

这些证据都表明飞行员极有可能很早就偶遇过这些“红色精灵”，不过可能担心别人认为他们精神不正常所以没有公布。

从那以后，越来越多的研究人员开始研究精灵，并将这些事件统一命名为瞬变光学事件（TLEs）。

各种大气层放电现象

有趣的是，诺贝尔奖得主查尔斯·威尔逊早在1925年就提出，理论上高层大气可能会发生电击穿。而且据说在1956年，他目睹了一个可能是精灵的东西。

在2006年2月22日的《地球物理研究快报》中，杜克大学的电气工程师坎默（Cummer）和他的同事们描述了精灵产生的具体过程。

2005年夏天，他们在科罗拉多州柯林斯堡的野外观测站，使用一种用于研究爆炸等快速现象的电子相机捕捉到了精灵的图像。

这种相机最快的帧速率产生的慢动作图像相当于将一秒钟的正常速度的视频拉伸成大约五分钟的超慢动作，每一帧之间的时间间隔小于一毫秒。

看到精灵的人都很兴奋。高速视频记录显示，当它们展开时，粗柱和细带以高于闪电的速度向上或向下传播并且产生分支，起爆点通常位于海拔80或90公里的高中层。要从这些起爆点到达平流层，至少要下降30公里。

精灵产生过程

精灵有时候也会被误称为“高层大气闪电”，但它们其实是一种缺乏对流层闪电高温的冷等离子体现象，它们更类似于荧光灯管放电而不是闪电放电。

闪电是持续时间很短但是电压很强的电流，而红色精灵通常很弱，持续时间不会超过几秒钟，因此不被认为是特别危险的，然而它们或许与发生在雷暴上空的各种无法解释的飞机事故有关。

2016年，飓风“马修”路过过加勒比海时，人们也观测到了精灵，不过对于精灵在热带气旋中的作用目前尚不清楚。

当时拍到的精灵

而且精灵形成的具体细节还是未知的，科学家们也不知道它们是对天气起着重要作用，目前还仅仅是好奇而已。

当然你或许对这种神秘的天气现象也产生了好奇心，想亲眼看一看这些神秘的“精灵”，有人也分享了观测精灵的技巧：

“想在暴风雨期间用肉眼看到它们，需要找一个远离城市刺眼灯光的避风处，因为雾霾和空气污染也会遮挡精灵。然后凝视空中的雷雨云，同时用纸板遮挡一下视线，避免闪电的影响。预计在风暴最猛烈的时候，它们平均每10分钟左右就会出现一次。”

P. Horálek. Midsummer night brings sprites — rare phenomenon caught on camera at La Silla. European Southern Observatory. 2015.1.20.

Antonia Čirjak.Is Red Lightning Real?World Atlas. 2020.7.15.

William J. Broad. New Class of Lightning Found High Above Clouds. The New York Times. 1995.6.17.

BrianClarkHoward. Rare, Colorful Lightning Sprites Dance Over Hurricane. National Geographic. 2016.10.3.

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