Учёные открыли утечку волн от молний в космос

Волны сверхнизкой частоты, генерируемые грозами и обычно попадающие в ловушку между поверхностью планеты и ионосферой, способны на побег. Это открытие означает рождение нового инструмента для изучения атмосферы и коррекцию наших представлений об ионосфере.

Военный спутник C/NOFS (Communications/Navigation Outage Forecasting System) служит для прогнозирования перебоев в связи и навигации, вызванных процессами в ионосфере. Однако данные с его сенсоров доступны и гражданским, так что аппарат способствует научным исследованиям (иллюстрация NASA/Goddard Space Flight Center).

Необычные данные принёс измеритель электрических полей VEFI, стоящий на борту спутника ВВС США C/NOFS. Он впервые обнаружил резонанс Шумана из космоса. До сих пор это явление регистрировалось только в наземных измерениях.

Поясним: во время разрядов молний возникают низкочастотные электромагнитные волны. Они начинают бегать между земной поверхностью и ионосферой и огибают планету, оставаясь в коридоре от нуля до 100 километров над Землей.

Здесь цветными линиями показаны электромагнитные волны от молний в земной атмосфере (иллюстрация NASA/Simoes).

Длины некоторых таких волн оказываются кратными окружности Земли, что позволяет им попадать в резонанс и усиливаться. Поскольку каждую пятидесятую долю секунды на Земле хоть где-то вспыхивает молния, эти разряды создают сердцебиение атмосферы — резонанс Шумана.

Последний является ценным инструментом для анализа погоды и климата: он способен рассказать о содержании в воздухе различных молекул и аэрозолей, резонанс Шумана реагирует на колебания солнечной активности, смену сезонов и так далее.

Теперь получается, что услышать этот камертон можно и с орбиты. А ведь все прежние модели говорили об ограничении таких стоячих волн резонансной полостью высотой приблизительно в 100 километров. Но аппарат C/NOFS летает на высотах от 400 до 850 км.

"Учёные не ожидали поимки этих резонансов в космосе, — рассказывает один из авторов работы Фернандо Симоес (Fernando Simoes) из NASA. — Но оказывается, что энергия протекает, и это открывает массу новых возможностей для изучения нашей планеты сверху".

О находке учёные рассказали в статье в Geophysical Research Letters. В ней, в частности, исследователи предполагают, что открытое явление «утечки волн» послужит делу изучения не только Земли, но и других планет. Кстати, резонанс Шумана три года назад был обнаружен на Титане.