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L'interazione diretta fra i fulmini e i misteriosi red sprites

Cosa sono i red sprites? Si tratta di particolari fenomeni elettrici, ancora poco conosciuti e poco studiati, che si generano al di sopra di temporali particolarmente intensi. Ecco un po' di informazioni.

Red sprite e blue jet ripresi con una fotocamera automatica dall'Osservatorio Internazionale Gemini, a 4.200 metri (13.800 piedi) sul Mauna Kea, Hawaii. Autore: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/A. Smith.

I red sprites, in italiano conosciuti nel mondo scientifico come spettri rossi, sono un fenomeno elettrico atmosferico, ancora poco conosciuto e poco studiato, che si genera sopra un enorme nuvola temporalesca. Si manifesta negli strati alti dell’atmosfera, anche fino a 80 km di quota, più precisamente al di sopra di cumulonembi temporaleschi, associandosi alla ionizzazione dell’aria.

Perché è cosi difficile osservarli?

Sono difficilmente osservabili a occhio nudo a causa della loro brevissima durata, dell’ordine di una frazione di secondo. Per questo non sono facilmente osservabili, senza una adeguata strumentazione. Gli spettri rossi più volte sono stati fotografati anche in Italia, anche se come già spiegato è davvero difficile poterli osservare. E per questo sono considerati dei fenomeni veramente rari.

Cosa sono i red sprite?

Il nome inglese red sprite deriva proprio dall’acronimo di Stratospheric mesospheric Perturbations Resulting from Intense Thunderstorm Electrification. In sostanza si tratta di vere e proprie perturbazioni che si sviluppano fra la stratosfera e la mesosfera, alimentate da intense fulminazioni prodotte dai temporali.

Essi si sviluppano nei piani alti dell’atmosfera, nella mesosfera. Quindi si trovano a tantissimi chilometri sopra le nostre teste, tra i 50- 90 km e avvengono al di sopra delle celle temporalesche.

Esiste una spiegazione per la loro origine?

Quando un fulmine colpisce il terreno (fulmine nube-terra) trasferendovi una carica positiva, lascia l’apice della nuvola carico negativamente. Poi, se in questo apice si accumula abbastanza carica negativa, una scarica elettrica scocca verso la ionosfera sovrastante e dà luogo ad uno spettro rosso.

Questo affascinante fenomeno è di brevissima durata, si parla di pochissimi millesimi di secondo, intorno ai 10-20 millesimi di secondo. Praticamente un battito di ciglio. La loro colorazione è spesso rossastra, ma può assumere tonalità tendenti al viola e al blu. In questo caso vengono chiamati blue jets. Ciò è dovuto alla forte presenza di azoto, le cui molecole eccitate diventano visibili in quello spettro di colori.

Secondo una delle teorie più accreditate nel mondo scientifico gli spettri rossi si formano in corrispondenza di una violenta scarica elettrica di un fulmine che colpisce la superficie terrestre. Sono bolle di aria ionizzata che vengono scagliate sopra la nube temporalesca fino a circa 80-90 chilometri, nella mesosfera, e poi virano, tornando verso il basso muovendosi a un decimo della velocità della luce.

L’intero processo dura appena 20 millisecondi. Gli spettri rossi sono plasma “freddo”: sono molto più simili a scariche dei tubi fluorescenti che alle fulminazioni, poichè il meccanismo che li innesca è differente.

Le varie forme degli spettri rossi

Gli sprites possono assumere tre forme diverse: a medusa, colonna o carota. Come già spiegato in precedenza è veramente molto difficile scattare una foto del genere o addirittura avvistarli ad occhio nudo perché possono formarsi ad una quota molto elevate dell’atmosfera e spesso sono coperti dalle nubi temporalesche.

Eppure negli ultimi anni sono stati messi a punto degli strumenti sofisticati che permettono una osservazione più precisa del fenomeno, come fotocamere ad altissima velocità capaci di scattare 10 mila frame al secondo.