Yhtaikaa lentsikkadopplerien kanssa on syntynyt myös havaintoja luonnollisista taivasheijastuksista, kuten yläsalamoista. Wanhan kouluopin mukaan oletetaan yleisesti, että ukkossähkö syntyy pilvessä. Uskomus ‘ukkosgeneraattorista’ pilven sisässä on sitkeä, vaikkei kukaan olekaan onnistunut tyydyttävästi selittämään, miten ‘varausten erottuminen’ ukkospilvessä oikein syntyisi. Oletuksesta on ajan myötä tullut opinkappale. Siksi oletetaan myös, että yläsalamoita esiintyy vain ukkospilvien päällä. Heijastushavaintojen mukaan tämä pätee vain osittain.
Kaikkein matalimmat yläsalamat, ‘elosalamat’, esiintyvät yleensä lähellä ukkosrintamaa. Pintasalamien ja ukkospilven ilmavirtauksen kautta pilven huipulle kulkeutuneet suurjännitteiset varaukset purkautuvat pilven päällä tällaisina matalina yläsalamoina ylös alimpaan ionosfäärikerrokseen. ‘Elosalamapurkaus’ pysyy paikoillaan yleensä 20 - 30 minuuttia, vaikka ukkosrintama alla liikkuu eteenpäin. Kun etenevän ukkosrintaman väimatka korkeaan elosalamapurkaukseen venyy liian pitkäksi, sähköinen yhteys katkeaa, ja elosalamapurkaus loppuu nopeasti. Radioharrastajat havaitsevat elosalamapurkauksen loppumisen Es-kelin yhtäkkisenä päättymisenä. Näin syntyy ja päättyy ukonilmojen aikaan esiintyvä Es-radiokeli, ‘ukkos-Es’.
En tiedä vielä, onko elosalama sama kuin ‘keijusalama’ (sprite), koska en ole niitä nähnyt vierestä. Tämä ukkospilvien yläpuolinen sähkönpurkausilmiö tavallisesti näkyy ainoastaan tiheiden elosalamapurkausten välähtelynä korkealta pilvien lomasta, itse salamoiden peittyessä pilvien lomaan. Purkaukset tapahtuvat niin korkealla harvassa ilmassa, ettei edes niiden ääni kuulu tänne alas maanpinnalle. Vain aavemainen, äänetön taivaallinen välke havaitaan tänne alas.
Suurjännitteinen läpilyönti maasta ionosfääriin
“Globaali ukkostiheys on jokseenkin vakio”, luin ilmatieteilijöiden opetuksista. Ukkosia siis lyö jatkuvasti yhtä paljon läpi vuorokauden. Ja maailmanlaajuinen yhteenlaskettu salamapurkausten ‘ukkosvirta’ on jatkuvasti jokseenkin vakio. Yläilmojen ja maan välillä on megavolttien luokkaa oleva suurjännite. Joka pyrkii jatkuvasti varautumaan. Pintasalamat ovatkin ymmärtääkseni tämän suurjännitteen purkauksia alimpien ionosfäärikerrosten ja maan välillä. Eivät ukkospilvessä syntynyttä sähköä. Ukkospilvi varausta kuljettavine pystyvirtauksineen on vain ‘märkä rätti anodilla’, jota pitkin korkeajännitteinen ilmasähkö pääsee helpoimmin purkautumaan eristävän alailmakehän läpi.
Sähkö etsii itselleen helpoimman reitin purkautua. Alempaan ionosfäärikerrokseen purkauduttuaan ukkosvirrat kulkevat sitä pitkin niihin paikkoihin, missä ne pääsevät helpoiten lyömään yläsalamoina läpi ylempiin johtaviin ionosfäärikerroksiin. Näin ukkossähkökin etsii helpoimman kulkutien. Vaikka pintasalamien esiintymistiheys siirtyileekin tiheimmäksi kulloisillekin ukkospilvialueille, niin yläsalamien tiheys vaihtelee vähemmän. Koska ukkosvirrat pääsevät kulkemaan ympäri maapallon, ionosfäärikerroksia pitkin.
Elosalamia korkeampien yläsalamien esiintymistiheys ei siis riipukaan pelkästään ukkosrintamien sijainneista, vaan myös ionosfäärin liikkeistä ja johtavuudesta. Ukkosvirtapiiri on maailmanlaajuinen. Maa ja inosfäärikerrokset ovat ukkosten purkausvirtojen yhteisiä puolijohtavia kulkureittejä, joita pitkin ne pääsevät johtumaan ilman salamointia. Ilmakerrokset ovat eristeinä puolijohtavien maan ja inosfäärikerrosten välissä. Näiden ilmaeristekerrosten yli suurjännite joutuu purkautumaan erilaisina pinta- ja yläsalamoina, päästäkseen seuraavaan johtavaan ionosfäärikerrokseen.
Electric Discharge Scatter - EDS
Pitkäaikaiset niin sanotut ‘meteoriheijastukset’ ovatkin käsittääkseni todellisuudessa korkeimpien yläsalamapurkausten heijastuksia, koska niiden radioheijastusspektristä puuttuu kokonaan nopealle meteorivanan syntyliikkeelle ominainen lineearisen liikkeen doppler. Minkä ylempänä sähkönpurkaus tapahtuu, sen pitempikestoinen se on, koska ilma on harvaa. Matalapaineinen ilma kykenee kuljettaa ionijohtavuutena vähemmän varausta, koska sen ionitiheys harvempi.
Matalapaineisessa ilmassa suurjännite kiihdyttää yläsalamapurkausta kuljettavia ioneja nopeampaan vauhtiin. Lisäksi yläsalamapurkaus laajenee suuremmalle pinta-alalle. Ilmeisesti näistä johtuen pitkäaikaisesta yläsalamapurkauksesta heijastunut radioaalto saa leveämmän hajaspektrin eli dopplerhajonnan, kuin matalasta yläsalamaheijastuksesta syntyvä lyhytaikainen radioheijastus.
Korkein ja pitkäaikaisin meille näkyvä ja kuuluva suurjännitepurkaus on lähes tyhjön hyvin harvassa ilmassa tapahtuva revontulipurkaus. Varausta kuljettavia ioneja on hyvin vähän, joten maailmanlaajuinen ukkosvirta joutuu purkautumaan jatkuvasti loistavina ‘teslavaloina’ auroralieskojen muodossa. Vastaavasti aurorapurkauksen ionit kiihtyvät ilmanvastuksen puuttuessa huimiin nopeuksiin, mikä näkyy auroran radioheijastuksen hyvin leveänä hajaspekrinä. Kiihtyvien ionien nopeushajonta on suuri, joten niin on radioheijastuksen dopplerhajontakin. Se hamsseille tuttu kähisevä ‘Aurora-tone’.
T: - Juha -
Linkit:
Thomas Ashcraftin valokuvia keijusalamista (sprites): heliotown.com/Catalog_Transi … vents.html
ja: google.fi/search?q=Thomas+A … B1AQsAQIGQ
Jürgen Bartels Hampurissa on mitannut ja luetteloinut doppler- ja EDS-havainnointiin sekä Es-keli-indikaattoreiksi sopivien TV-kantoaaltojen tarkkoja taajuuksia - dx.3sdesign.de/Band1-Offsets.htm
Radar Aurora Compared to Sodankylä Magnetogram: oh7ab.fi/foorumi/viewtopic.php?f … 2039#p2039
