Φαινόμενο Red sprites: Το σπάνιο φαινόμενο της φύσης στον Ελληνικό ουρανό
Φαινόμενο Red sprites: Η ελληνική ομάδα red sprites και TLEs (Transient Luminous Events) είναι μια ομάδα παρέας που εδώ και χρόνια ασχολείται με τη καταγραφή των καταιγίδων και σπάνια καιρικά φαινόμενα. Τα φαινόμενα αυτά –που καταγράφονται από ελάχιστους στον πλανήτη– τα φωτογραφίζει και τα παρουσιάζει στο μπλογκ «Athens Astrophotography and Storm Chasing Team», που διαχειρίζεται, ο Χρήστος Ντουντουλάκης. Ένα από τα φαινόμενα που καταγράφει συστηματικά τα τελευταία χρόνια είναι τα red sprites (ή «κόκκινα δαιμόνια»).
Τα red sprites ανήκουν σε μια ευρύτερη κατηγορία σπάνιων φαινομένων που συμβαίνουν στην ανώτερη ατμόσφαιρα, κατά κανόνα πάνω από ισχυρές καταιγίδες. Τα red sprites ανακαλύφθηκαν σχετικά πρόσφατα, η ύπαρξή τους επιβεβαιώθηκε για πρώτη φορά στις ΗΠΑ το 1989, με μια φωτογραφία. Στην Ελλάδα φωτογραφήθηκαν για πρώτη φορά στις 21/9/15 από τον Δημήτρη Σαγιάκο. «Η ομάδα μας δημιουργήθηκε σχεδόν αυθόρμητα και σταδιακά, από το 2008-09» λέει ο Χρήστος Ντουντουλάκης. «Άνθρωποι με πραγματική αγάπη και άσβεστο πάθος για τον καιρό, την επιστήμη και τα φυσικά φαινόμενα, δρώντας ανεξάρτητα και εκτός κάποιου συγκεκριμένου πλαισίου (π.χ. ομάδας ή συλλόγου), γνωρίστηκαν και ήρθαν πιο κοντά χάρη στα κοινωνικά δίκτυα.
Η βασική ομάδα αποτελείται από τους Χρήστο Ντουντουλάκη, Θανάση Παπαθανασίου, Δημήτρη Σαγιάκο, Αντώνη Λυρά, Αλέξανδρο Φιλιππόπουλο και Γιώργο Τζεβελέκο, που είναι από την Αθήνα, και από τους Παναγιώτη Τσούρα και Αναστάσιο Παλαμίδα, που είναι από τη Λιβαδειά. Πέρα από τον πυρήνα, “κυνηγάμε” πολύ συχνά με τον Στέλιο Φουρτουλάκη (ιδρυτή του Meteoclub) και με την Ανδριάνα Μπαλτουμά. Μάλιστα, και οι δυο συνέλαβαν πρόσφατα, μέσα στον Οκτώβρη, τα πρώτα τους red sprites. Η Ανδριάνα είναι η πρώτη γυναίκα, τουλάχιστον πανελλαδικά, που συλλαμβάνει με τον φωτογραφικό της φακό αυτό το σπάνιο φαινόμενο». Πηγή: www.lifo.gr
— Γιατί έχετε τόσο μεγάλο ενδιαφέρον για τον καιρό; Τι σημαίνει «καιρόφιλος»;
Ο «καιρόφιλος» αγαπάει όλους τους καιρούς. Τη βροχή, το χιόνι, την καταιγίδα, τα νέφη που ταξιδεύουν, τον ήλιο και ό,τι έχει να κάνει με τον καιρό, π.χ. τα διάφορα φυσικά φαινόμενα που προκύπτουν από αυτόν. Φαινόμενα οπτικά, όπως η γνωστή μας άλως, το «στεφάνι» που μπορεί να έχετε δει γύρω από τον ήλιο ή τη σελήνη ορισμένες φορές, αλλά και πολλά άλλα, άγνωστα στο ευρύ κοινό. Πολλοί, όπως εμείς, έχουν αδυναμία στις καταιγίδες και στους κεραυνούς. Κάθε καταιγίδα είναι διαφορετική, αλλά σίγουρα επιβλητική. Μπορεί κάποιος να αναφερθεί στο δέος που προκαλείται από τη δύναμη που ίσως έχει. Στο θέαμα που μπορεί να προσφέρει ενίοτε, στις εναλλαγές συναισθημάτων. Δηλαδή, εκεί που νομίζεις ότι τελείωσε, μπορεί να ανατροφοδοτηθεί και να προσφέρει ακόμη περισσότερα. Ισχυρότερα και θεαματικότερα φαινόμενα! Όλα αυτά αρκούν για να κάνουν έναν καιρόφιλο να τρέξει μέσα στη νύχτα, στις ερημιές ή όπου αλλού χρειαστεί για να την καταγράψει.
— Τι καταγράφετε και μελετάτε;
Πέρα από τις καταιγίδες, κυνηγάμε διάφορα, σπάνια και μη, φυσικά φαινόμενα που μας ενδιαφέρουν, τα red sprites π.χ. ως οπτικά ατμοσφαιρικά φαινόμενα. Επειδή, όμως, ο καιρόφιλος έχει μια γενικότερη αγάπη προς τη φύση, το κυνήγι μας επεκτείνεται και σε αστρονομικά φαινόμενα. Π.χ. σε «βροχές» μετεώρων, κομήτες, διελεύσεις πλανητών, όπως και σε διάφορα φαινόμενα που μπορεί να δει κάποιος τη νύχτα. Μακριά από τα φώτα των πόλεων, σαν το airglow, το ζωδιακό φως, τα ατμοσφαιρικά βαρυτικά κύματα και άλλα. Με πολλά από αυτά, αλλά και με έρευνες που κάνουμε στα δεδομένα που συλλέγουμε από παλιότερα, προσπαθούμε να φτιάξουμε αξιόπιστες και πλήρεις βάσεις μετεωρολογικών δεδομένων, ώστε να τις αναλύσουμε στατιστικά και να καταλήξουμε σε κάποια συμπεράσματα. Για την τάση που παρουσιάζεται στην εμφάνιση κάποιων φυσικών φαινομένων. Όπως οι ανεμοστρόβιλοι, οι ισχυρές καταιγίδες, οι χιονοπτώσεις, τα οπτικά ατμοσφαιρικά φαινόμενα κ.ά.
— Τι είναι τα red sprites; Πώς δημιουργούνται και πώς μπορεί να τα δει κανείς;
Τα red sprites ανήκουν στην κατηγορία των TLE, δηλαδή είναι παροδικά φωτεινά γεγονότα που καταγράφονται συχνότερα απ’ όλα τα φαινόμενα της κατηγορίας αυτής. Υπάρχουν κι άλλα, ακόμη σπανιότερα TLE που καταγράφονται, όπως τα blue jets, gigantic jets, negative sprites, sprite halo, elves κ.ά. Με απλά λόγια, τα red sprites είναι εκκενώσεις με κυρίως ερυθρό χρώμα, οι οποίες συμβαίνουν σε ύψη από 35 έως 40 χλμ. μέχρι τα όρια της ιονόσφαιρας. Περίπου στα 90 χλμ., πάνω από ισχυρές, κατά κανόνα, καταιγίδες. Η οριζόντια έκτασή τους μπορεί να φτάσει τα μερικές δεκάδες χιλιόμετρα. Ωστόσο, δεν έχουν ακριβώς τον ίδιο μηχανισμό δημιουργίας με τους γνωστούς μας κεραυνούς από τις καταιγίδες. Διαρκούν ελάχιστα, μόλις μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου, και είναι πολύ αμυδρά. Υπάρχουν διάφορες θεωρίες σχετικά με τον μηχανισμό που τα δημιουργεί. Ωστόσο, μέχρι σήμερα υπάρχουν κάποια κοινά και γενικώς αποδεκτά σημεία ως προς τον μηχανισμό αυτό.
Μπορείτε να φανταστείτε το καταιγιδοφόρο νέφος στην κάτω πλευρά (περίπου σε ύψος 10-20 χλμ.) και την ιονόσφαιρα στην πάνω πλευρά (σε ύψος περίπου 90 χλμ.) ως δύο ηλεκτρικά αντίθετα φορτισμένες πλευρές. Αυτό σημαίνει πως ανάμεσά τους (από τα 15-20 χλμ. ως τα 90 χλμ.) θα δημιουργείται ηλεκτρικό πεδίο. Οι γνωστοί μας κεραυνοί, που εκδηλώνονται στο καταιγιδοφόρο νέφος, προκαλούν, υπό προϋποθέσεις, πρόσκαιρη ισχυροποίηση του ηλεκτρικού αυτού πεδίου. Αυτό έχει ως συνέπεια την επιτάχυνση των ηλεκτρικών φορτίων (π.χ. ηλεκτρονίων) που βρίσκονται εκεί. Η κινητική τους ενέργεια μπορεί να είναι αρκετή, ώστε κρούσεις τους με το μοριακό άζωτο (κυρίως) και οξυγόνο της ατμόσφαιρας να οδηγήσει σε διεγέρσεις και ιονισμούς (αφαίρεση ηλεκτρονίων) των μορίων. Μέσα σε λίγα χιλιοστά του δευτερολέπτου οι ιονισμοί δημιουργούν έναν «στρατό» ηλεκτρονίων. Που προκαλούν κι άλλους ιονισμούς και διεγέρσεις άλλων μορίων στο διάβα τους.
Η αποδιέγερση των μορίων αυτών, αμέσως μετά, οδηγεί στην εκπομπή του φωτός που βλέπουμε εμείς με τη μορφή των red sprites. Πολύ απλά και σύντομα, μπορούμε να πούμε πως, υπό προϋποθέσεις, πάνω από ισχυρές καταιγίδες ισχυροποιείται πρόσκαιρα το ηλεκτρικό πεδίο. Μέρος αυτής της ενέργειας μεταφέρεται στα ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια που βρίσκονται μέσα σε αυτό. Αυτά, με τη σειρά τους, μεταφέρουν, μέσω κρούσεων, ενέργεια στα μόρια της ατμόσφαιρας και τα διεγείρουν. Οι αποδιεγέρσεις των τελευταίων, με τη μορφή (και) ορατού φωτός, είναι τα red sprites που παρατηρούμε.
Η ομάδα red sprites και TLEs εξηγεί για την έννοια του φυσικού φαινομένου
Πώς αποκτούν αυτό το ερυθρό φως;
Γι’ αυτό ευθύνονται οι αποδιεγέρσεις των μορίων της ατμόσφαιρας με τη μορφή φωτονίων (φωτός). Τα red sprites μπορούν να καταγραφούν σε διάφορα μήκη κύματος. Τόσο στο υπέρυθρο όσο και στο ορατό φάσμα. Στο πλαίσιο του ορατού φάσματος που παρατηρούμε εμείς, το φως που εκπέμπεται από τις αποδιεγέρσεις αντιστοιχεί σε πολύ μεγάλο βαθμό στο ερυθρό μέρος του φάσματος. Γι’ αυτό και τα βλέπουμε κόκκινα.
— Πότε καταγράφηκαν για πρώτη φορά επίσημα;
Αν και υπάρχουν πολλές ανεπίσημες αναφορές για θέασή τους από παλιότερα, και μάλιστα ορισμένες μαρτυρίες χρονολογούνται γύρω στο 1880. Η πρώτη καταγραφή τους έγινε το 1989 από ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Mινεσότα των ΗΠΑ. Από τότε άρχισαν να παρατηρούνται συστηματικά. Σήμερα η επιστημονική κοινότητα οργανώνει αποστολές με όργανα σε τροχιά (π.χ. στον ISS βρίσκεται το ASIΜ της ESA, ενώ ετοιμάζεται και ο παρατηρησιακός δορυφόρος TARANIS τον Νοέμβριο του 2020) για την καλύτερη και ανεμπόδιστη καταγραφή τους, ώστε να κατανοηθούν περισσότερα τόσο για τα red sprites όσο και για διάφορα άλλα φαινόμενα που συμβαίνουν πάνω από τις καταιγίδες και συνδέονται με αυτές.
— Από πότε καταγράφονται στην Ελλάδα;
Στην Ελλάδα, συζητήσεις για την καταγραφή τους στους κόλπους της ομάδας μας, αρχικά μεταξύ του Χρήστου Ντουντουλάκη και του Δημήτρη Σαγιάκου, είχαν ξεκινήσει από το 2013. Την πρώτη καταγραφή στη χώρα μας έκανε ο Δημήτρης Σαγιάκος, στις 21.09.2015, το βράδυ, σε μια καταγραφή καταιγίδας, κοιτώντας από το Αλεποχώρι, που είναι στη δυτική Αττική, προς τις καταιγίδες που βρίσκονταν δυτικά του, κάπου στη δυτική Ελλάδα. Από τότε έχουν διοργανωθεί αναρίθμητες αποστολές για την καταγραφή τους από την ομάδα μας και έχουν στεφθεί με επιτυχία. Φέτος, έχουμε και τον κατάλληλο εξοπλισμό αλλά και την οργάνωση να τα καταγράφουμε καλύτερα. Σε αυτό βοήθησαν πολύ την ομάδα με τις έρευνες και τις τεχνικές τους γνώσεις ο Θανάσης Παπαθανασίου και ο Παναγιώτης Τσούρας.
— Με ποιον τρόπο τα παρατηρείτε και πώς τα καταγράφετε;
Για να δει κάποιος red sprites με γυμνό μάτι, θα πρέπει να βρίσκεται σε αρκετά σκοτεινό περιβάλλον. Έξω από τα φώτα των πόλεων. Όσο πιο σκοτεινά, τόσο το καλύτερο. Επίσης, κατά προτίμηση, η νύχτα θα πρέπει να μη συνοδεύεται από το φως του φεγγαριού ή αυτό να είναι ελάχιστο (π.χ. κοντά στη φάση της νέας σελήνης είναι ιδανικά). Φυσικά να μην υπάρχουν νέφη πάνω ή κοντά στον παρατηρητή, τα οποία θα εμποδίζουν τη θέα. Υπό αυτές τις προϋποθέσεις, θα πρέπει να υπάρχει μια γραμμή ισχυρών καταιγίδων σε ελάχιστη απόσταση. Γύρω στα 50-100 χλμ. Σε ευθεία γραμμή από εσάς, έως και 600-800 χλμ. μέγιστη απόσταση. Όσο πιο κοντά βρίσκονται οι καταιγίδες, τόσο πιο ψηλά από αυτές θα εμφανιστούν τα red sprites.
Χοντρικά, για κοντινές καταιγίδες (50-200 χλμ. απόσταση) σηκώστε το κεφάλι σας ώστε να κοιτά περίπου 40 μοίρες πάνω από τον ορίζοντα. Όταν τα μάτια σας συνηθίσουν στο σκοτάδι, θα δείτε κάτι αμυδρό, πολύ σύντομο και μάλλον άχρωμο. Αν και σε έντονα γεγονότα θα διακρίνετε και το κοκκινωπό τους χρώμα. Αυτό θα είναι ένα red sprite. Εμείς τα καταγράφουμε με φωτογραφικές μηχανές dslr, χρησιμοποιώντας φακούς που μπορούν να συλλέξουν αρκετό φως μέσα σε ένα τόσο σκοτεινό περιβάλλον και γρήγορα, ώστε να αποτυπωθούν όσο γίνεται καλύτερα και με μεγαλύτερη λεπτομέρεια αυτά τα πολύ αμυδρά και πολύ φευγαλέα συμβάντα. Η ποιότητα της φωτογραφικής μηχανής dslr, του φακού, της τοποθεσίας από την οποία συμβαίνει η καταγραφή και των συνθηκών που επικρατούν έχουν τον δικό τους ρόλο. Καθώς τέτοια φαινόμενα είναι ιδιαίτερα απαιτητικά. Συνοψίζοντας, σκοτεινή τοποθεσία, καθαρές συνθήκες πάνω από τον παρατηρητή, «γρήγορος» φακός (συλλογή αρκετού φωτός σε σύντομο διάστημα). Επιπλέον μικρές εκθέσεις είναι μια «συνταγή» φωτογραφικής επιτυχίας για την καταγραφή των red sprites.
— Υπάρχουν άλλα καιρικά φαινόμενα που είναι σπάνια ή ελάχιστα γνωστά και τα έχετε καταγράψει;
Τα οπτικά ατμοσφαιρικά φαινόμενα που μπορεί κάποιος να δει στον ουρανό είναι πάρα πολλά. Όταν τα φωτογραφίζουμε, πολλοί φίλοι μας, που δεν είναι εξοικειωμένοι με αυτά, δυσκολεύονται να πιστέψουν αυτά που βλέπουν. Ακόμη και ο γαλαξίας μας στον νυχτερινό ουρανό αποτελεί κάτι εξωπραγματικό. Για τους ανθρώπους των οποίων η νύχτα είναι λουσμένη από το φως των μεγαλουπόλεων. Το πιο γνωστό οπτικό φαινόμενο και αυτό που έχει και τη μεγαλύτερη συχνότητα εμφάνισης είναι η άλως, που εμφανίζεται σαν πολύχρωμο στεφάνι γύρω από τον ήλιο ή τη σελήνη. Όμως έχουμε καταγράψει και πολλά άλλα φαινόμενα με ονόματα. Όπως «εφαπτόμενα τόξα», «περιφερειακά τόξα», «οριζόντιο τόξο», «παρήλια», «τόξο Parry» κ.ά.
Τη νύχτα, επίσης, σε σκοτεινές περιοχές και πάλι, μπορεί κάποιος να δει διάφορα φαινόμενα. ‘Οπως το airglow, που αποτελεί ένα ιδιαίτερα αμυδρό φως στο ύψος της ιονόσφαιρας (στα 90 χλμ. περίπου). Όπως επίσης και το ζωδιακό και αντι-ζωδιακό φως. Που αποτελεί αμυδρό φως, προερχόμενο από ανάκλαση του ηλιακού φωτός από τη διαπλανητική σκόνη και μπορεί κάποιος να το δει κυρίως το φθινόπωρο. Δύο ώρες πριν από την ανατολή, και την άνοιξη, δύο ώρες μετά τη δύση του ηλίου, ως ένα αμυδρό λευκό πεπλατυσμένο τόξο. Που σχηματίζει σχετικά μεγάλη γωνία με τον ορίζοντα. Εκτός Ελλάδας, ο Δημήτρης Σαγιάκος, όταν βρέθηκε στη Γερμανία το 2019, κατέγραψε νυχτερινά φωτεινά νέφη (noctilucent clouds) στην έξαρση που είχαν εκείνο το καλοκαίρι.
Πρόκειται για στρώμα αραιών νεφών σε ύψος γύρω στα 80 χλμ. και είναι εντελώς διαφορετικά σε σχέση με τα «συμβατικά» νέφη της τροπόσφαιρας (σε ύψος έως 10-20 χλμ.) που όλοι γνωρίζουμε. Είναι ορατά σε σχετικά μεγάλα γεωγραφικά πλάτη το καλοκαίρι, και ιδιαίτερα τις εβδομάδες γύρω από το θερινό ηλιοστάσιο, μετά τη δύση του ηλίου. Φωτίζονται από αυτόν, ενώ αυτός βρίσκεται κάτω από τον ορίζοντα, και αποκτούν μπλε χρώμα συνήθως. Λόγω της απορρόφησης του ερυθρού μέρους του φάσματος του ηλιακού φωτός από το όζον της στρατόσφαιρας. Υπάρχουν κι άλλα φαινόμενα (π.χ. ατμοσφαιρικά βαρυτικά κύματα, τα οποία να σημειωθεί ότι δεν έχουν σχέση με τα βαρυτικά κύματα της γενικής σχετικότητας, ή upward streamers στο έδαφος, σε καταιγίδες) που έχουμε καταγράψει και είναι σχετικά σπάνιο να φωτογραφηθούν, αλλά θα χρειαζόμασταν πολύ χώρο και χρόνο για να τα αναλύσουμε. Πηγή: www.lifo.gr
Από τη μέχρι τώρα εμπειρία σας, έχουν αλλάξει τα καιρικά φαινόμενα στην Ελλάδα τα τελευταία χρόνια;
Όντως έχουν γίνει πιο έντονα ή απλώς καταγράφονται πιο εύκολα σε σχέση με παλιά, και μπορείς να μεταδώσεις την είδηση σε περισσότερο κόσμο λόγω των social media; Και τα δύο ισχύουν, σαφώς. Εννοείται πως τα κοινωνικά δίκτυα έχουν βοηθήσει πάρα πολύ στην ευκολότερη καταγραφή των φαινομένων αλλά και στο να υπάρχει πληρέστερη εικόνα για τη δυναμική των φαινομένων. Όμως, τα καιρικά φαινόμενα στη χώρα μας (και όχι μόνο) έχουν αλλάξει σε βαθμό που κάποιους από εμάς μας σοκάρει. Δεν γίνεται να ασχολείται κάποιος σοβαρά με τη μετεωρολογία και να μη σοκάρεται με αυτό που συμβαίνει, με την ταχύτητα που συμβαίνει. Έντονα φαινόμενα υπήρχαν και παλιά, ωστόσο αυτό που συνέβαινε παλιά μία φορά στα 20 ή στα 50 χρόνια τώρα πλέον συμβαίνει κάθε χρόνο ή κάθε δεύτερο χρόνο.
Η συχνότητα κάνει τη διαφορά. Τα ρεκόρ διαφόρων ποσοτικών και ποιοτικών μετεωρολογικών παραμέτρων, που «σπάνε» συνεχώς τελευταία, σκιαγραφούν ένα ιδιαίτερα ανησυχητικό πλαίσιο. Δεν χρειάζεται να είσαι επιστήμονας ή να έχεις ιδιαίτερες γνώσεις για να δεις τι συμβαίνει γύρω σου. Παρατηρούμε τον καιρό και τον καταγράφουμε από μικρά παιδιά. Ο καιρός που θυμόμαστε στην παιδική μας ηλικία δεν έχει σχέση με τον καιρό που βιώνουμε σήμερα. Είναι σαν να μεγαλώσαμε σε άλλη χώρα. Η ποιοτική διαφορά είναι εντυπωσιακή.
— Γιατί «πουλάνε» τόσο οι ειδήσεις για καιρικά φαινόμενα;
Δυστυχώς, τα τελευταία χρόνια, και με αφορμή κάποιες φυσικές καταστροφές, άμεσα ή έμμεσα συνδεδεμένες και με τον καιρό, οι οποίες είχαν και νεκρούς (π.χ. βλέπε τις καταιγίδες στην Αθήνα το 2013 και το 2015, στη Μάνδρα το 2017, στην Κρήτη και τη Χαλκιδική το 2019, στην Εύβοια φέτος το καλοκαίρι, και αυτά είναι κάποια πρόχειρα παραδείγματα που έρχονται στο μυαλό). Σε συνδυασμό με την αύξηση της συχνότητας των έντονων φαινομένων και των συνεπαγόμενων καταστροφών, έχουν στρέψει την προσοχή και στον καιρό.
Έτσι, όταν υπάρχει προειδοποίηση για έντονα καιρικά φαινόμενα και εκδίδεται έκτακτο δελτίο καιρού, αναπόφευκτα το μυαλό του κόσμου πάει στις προαναφερθείσες άσχημες εικόνες. Ενστικτωδώς ο άνθρωπος φοβάται το χειρότερο σε τέτοιες περιστάσεις. Ιδιαίτερα όταν έχει πολλά παραδείγματα τα τελευταία χρόνια, που του αποδεικνύουν ότι αυτό είναι πιο πιθανό να συμβεί πλέον σε σχέση με παλαιότερα. Εκτός αυτού όμως και όπως συμβαίνει και με κάθε άλλη αντίστοιχη περίπτωση. Υπάρχουν κι αυτοί που εκμεταλλεύονται αυτό το σκηνικό για να πουλήσουν τρόμο και φόβο με αντάλλαγμα τη φήμη. Το αποτέλεσμα είναι η επικίνδυνη παραπληροφόρηση. Πηγή: www.lifo.gr
