什么是“红色精灵”和“蓝色喷流”？

5月9日凌晨，贵阳天空中出现了“红色精灵”，可谓非常壮观。那究竟什么是红色精灵？除了红色精灵外，大气中还有哪些有意思的放电现象？

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贵阳天空中红色精灵视频(微博: 法律指南)

红色精灵(Sprites, or Red Sprites)是一种发生在雷暴云或积雨云之上的大尺度放电现象，通常出现在海拔50-90km的中高层（对流层之上），其上部呈现为红色，底部则渐渐变为蓝色，且通常只能持续几到几十毫秒。

根据当前的研究，通常认为红色精灵是由雷暴云和地之间的正地闪放电所触发，但也有观测到负地闪触发红色精灵的事件。

第一幅红色精灵彩色图，于1994年拍摄(维基百科)

贵阳天空出现的红色精灵(点击可看大图)

除了红色精灵外，大气中还存在很多其它放电现象。除云下闪电之外，红色精灵和蓝色喷流是最常见的放电现象。

各种瞬时闪电现象，包括红色精灵和蓝色喷流(Luis Calcada)

蓝色喷流(Blue Jets)通常认为是一种雷暴云上部的正电荷区和荷负电的屏蔽层间的闪电放电现象，其能自对流层顶部向上延伸至40-50km处，一般持续几百毫秒。

近期刊登在《Nature》的一篇文章指出蓝色喷流不同于对流层中的闪电先导放电，它只在起始阶段包含一小段先导通道，主体为低温流光等离子体，而其之所以呈现蓝色则与低温流光离子波中氮气的辐射有关。

那么蓝色喷流和红色精灵均为中高层低温等离子放电，为何它们之间的颜色存在显著差异呢？研究人员指出，两者颜色差异主要与不同海拔高度上的大气密度对产生红光的氮气分子激发态的抑制程度有关。

蓝色喷流: 从云向上发展的闪电，一种上层荷负电的电荷层和云之间的电荷交换现象(Thijs Nors)

尽管大多数时候只能观测到红色精灵或蓝色喷流，但并不是说红色精灵和蓝色喷流只会单独发生，已有不少观测发现，红色精灵和蓝色喷流有时也会同时发生。

红色精灵和蓝色喷流共存现象(NORILab)

空间站拍摄的红色精灵和蓝色喷流(NASA)

至今观测到的红色精灵和蓝色喷流多是在夜间，并不是说白天不会发生，而是因为，白天被日光或云层所遮挡，很难观测到红色精灵和蓝色喷流。

目前针对红色精灵和蓝色喷流已经进行了很多观测研究，但关于其具体的形成机制还有待进一步研究。

参考链接：

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Sprite_(lightning)
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Upper-atmospheric_lightning#Blue_jets
3. https://www.cnbeta.com/articles/science/1095557.htm
4. https://www.nature.com/articles/s41586-020-03122-6
5. https://nerdist.com/article/scientists-discover-blue-space-lightning-thundercloud-origin/
6. https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2021/01/25/nasa-captures-blue-jets-and-red-sprites-above-thunderstorms-from-space/?sh=5e1193471d98
7. http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2018-08/23/content_402221.htm

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