A felső légköri villámok – szakszóval rövid életű magaslégköri fényjelenségek vagy TLE-k – olyan elektromos kisülések, amelyek nem a zivatarfelhőben vagy a földfelszínhez közel, hanem jóval felette, a sztratoszféra és a mezoszféra régiójában jelennek meg. Ezek a felvillanások néhány ezred- vagy tizedmásodpercig tartanak, mégis több tíz-száz kilométeres magasságot és kiterjedést érhetnek el, ezért a sötét égbolton rendkívül látványosak.
A legismertebb típus a vörös lidérc (red sprite), amely gyakran gyökérszerű, oszlopszerű vagy medúzára emlékeztető alakot ölt, és általában heves, pozitív felhő–föld villámok után tűnik fel a zivatarok csúcsai fölött. A jelenség többnyire 50–90 kilométer közötti magasságban zajlik, vagyis jóval magasabban, mint a hagyományos villámok túlnyomó többsége.
Mi váltja ki ezeket a furcsa fényeket?
A felső légköri villámokat az alatta zajló, rendkívül erős villámkisülések elektromos tere indítja be. Amikor egy zivatarfelhőből nagy áramerősségű, általában pozitív töltésű villám csap a talajba, a felhő feletti térben rövid időre olyan erős elektromos tér alakulhat ki, hogy a ritka, híg levegőben is beindul a gázkisülés, és fénylő plazmaoszlopok, „tündérszerű” alakzatok jelennek meg.
Mivel a levegő sűrűsége nagy magasságban jóval kisebb, a kisülés másképp viselkedik, mint a megszokott villámcsatornák: jóval kiterjedtebb, szálasabb és halványabb, gyakran vöröses árnyalatú fényt bocsát ki, amelyet leginkább speciális, nagy érzékenységű kamerákkal lehet részletesen vizsgálni. Egyes esetekben más típusú fényjelenségek – például kék fúvókák vagy hatalmas, korong alakú „tündérgombák” (ELVE-k) – is társulhatnak a lidércekhez.
Miért ritka, hogy szabad szemmel látjuk?
A vörös lidércek és más felső légköri villámok valószínűleg sokkal gyakoribbak, mint ahányszor észleljük őket, a gond az, hogy a legtöbb ember szemszögéből egyszerűen takarásban vannak. A jelenséghez szükség van egy távolabb tomboló, erősen villámló zivatarra, tiszta, fényszennyezéstől mentes égboltra, jó rálátásra a felhőzet tetejére, és arra, hogy mindez éjszaka történjen.
A profi megfigyelések ezért gyakran hegyvidéki obszervatóriumokból, repülőgépről vagy műholdakról történnek, nagy sebességű, nagy érzékenységű kamerák bevetésével. A felvillanások időtartama általában néhány ezredmásodperc, így a jelenség rögzítése komoly technikai kihívás, ami sokáig hozzájárult ahhoz, hogy a beszámolókat legendának vagy optikai csalódásnak tekintsék.
Miért fontos a tudománynak?
A felső légköri villámok nem csak látványosak, hanem kulcsfontosságúak a Föld légkörének elektromos viszonyainak megértésében. A lidércek és társaik a mezoszféra és az alsó ionoszféra régiójában módosítják a gázok kémiai összetételét, valamint befolyásolják az ott zajló plazmafolyamatokat, ami hatással lehet a rádióhullámok terjedésére és bizonyos kommunikációs rendszerekre.
A kutatók szerint a zivatartevékenység változásai – például a klímaváltozás miatt erősödő, gyakoribb intenzív viharok – közvetve a felső légköri fényjelenségek gyakoriságát és energetikáját is módosíthatják. A műholdas és földi kamerahálózatok adatai így nemcsak a villámfizikáról, hanem az éghajlati folyamatok finom részleteiről is új információkat szolgáltathatnak.
Hogyan és honnan érdemes megfigyelni?
A vörös lidércek megpillantásához a legfontosabb, hogy a megfigyelő ne a vihar alatt álljon, hanem nagy távolságból, oldalról lássa a zivatarfelhő tetejét, például magashegységek gerincéről vagy sík vidéken egy távoli, horizontközeli zivatar irányába nézve. A legsikeresebb megfigyelések több száz kilométer távolságból születtek, amikor a horizont fölött villódzó felhőzet felett hirtelen vöröses, felfelé ágazó fénycsomók bukkantak elő.
A hobbi megfigyelőknek célszerű állványra tett fényerős objektívet és nagy érzékenységű fényképezőgépet használni, sorozatfelvételekkel vagy videó módban, miközben villámokban gazdag éjszakai zivatar fölé irányítják a kamerát. A megfigyelések megosztása a szakmai közösséggel – például csillagászati vagy meteorológiai társaságokon keresztül – értékes adalék lehet a jelenség tudományos vizsgálatához.
