Intensos “jatos azuis” que se formam durante tempestades e se estendem até a estratosfera foram estudados em detalhes por pesquisadores na Dinamarca, Noruega e Espanha. Liderada por Torsten Neubert da Universidade Técnica da Dinamarca, a equipe usou observações de tempestades feitas a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) para descobrir como os jatos se formam e como eles influenciam os processos nas camadas superiores da atmosfera.
Os jatos azuis são descargas elétricas de curta duração, semelhantes a raios, que podem aparecer na parte superior das nuvens de tempestade. Eles ocorrem quando a diferença de potencial entre as regiões superiores das nuvens carregadas positivamente e as camadas limites carregadas negativamente entre a nuvem e a estratosfera excede uma certa tensão de ruptura. Neste ponto, o ar previamente isolante conduzirá intensas correntes elétricas.
Nesses ambientes, os jatos começam a vida como canais de ar ionizado chamados de “líderes”. Esses canais têm duas pontas de propagação, que viajam em direções opostas devido às suas cargas opostas. Conforme a ponta positiva se propaga para cima em direção à camada limite carregada negativamente, ela faz a transição para descargas ramificadas chamadas “streamers”, que se espalham para formar estruturas em forma de cone que são jatos azuis.
Pulsos de campo elétrico
Estudos anteriores associaram jatos azuis a fortes pulsos de campo elétrico que duram entre 10-30 µs e são acompanhados por intensas explosões de ondas de rádio. Até agora, no entanto, os pesquisadores não haviam caracterizado completamente como esse comportamento se desdobra.
A equipe de Neubert estudou esse fenômeno usando observações da ISS, que oferece uma visão desimpedida do topo das nuvens de tempestade. As medições foram feitas usando o instrumento Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM) da ISS, que contém três fotômetros, que medem a intensidade da radiação eletromagnética emitida por diferentes gases atmosféricos durante os relâmpagos. Além disso, o ASIM possui duas câmeras que capturam imagens de flashes.
A equipe usou o ASIM para monitorar uma tempestade no Oceano Pacífico central em fevereiro de 2019. Durante o evento, eles gravaram cinco intensos flashes azuis, cada um com duração de cerca de 10 µs. A partir de suas medições, eles descobriram que os flashes iniciaram jatos azuis pulsantes entre a estratosfera e a ionosfera – a região da alta atmosfera da Terra onde as moléculas de ar são ionizadas pela radiação solar.
A equipe de Neubert concluiu que esses jatos ocorrem à medida que serpentinas ramificadas são iniciadas por líderes curtos e localizados, como aqueles encontrados em relâmpagos nuvem-solo mais familiares. À medida que se espalharam, essas serpentinas liberaram ondas de ionização no ar circundante. Além disso, os pesquisadores mostraram como os jatos azuis são acompanhados por “elfos” na ionosfera. Esses brilhos difusos e em expansão ocorrem cerca de 100 km acima do solo e podem se expandir para centenas de quilômetros de diâmetro. No geral, os resultados da equipe oferecem aos pesquisadores uma compreensão muito maior de como esses eventos dinâmicos se desdobram.
Publicado em 02/02/2021 14h40
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