跳到主要內容區
:::

高空精靈 成大研究團隊捉得住 完成全世界首份高空短暫發光現象之全球分佈圖 為太空科學史寫新頁

物理系福衛二號「高空大氣閃電影像儀」所攝得的紅色精靈與淘氣精靈;此時淘氣精靈的位置位於紅色精靈頂部。

國立成功大學物理系福衛二號「高空大氣閃電影像儀」(Imager of Sprite and Upper Atmosphere Lightning,簡稱為ISUAL)科學團隊,觀測高空短暫發光現象成果傲人,揚名國際!研究團隊歷經三年的觀測與分析,更精準的確認“淘氣精靈(elves)“與紅色精靈(sprite)“等高空短暫發光現象的全球分佈位置並對其形成原因也有進一步的發現,該研究成果發表於美國地球物理學會的地球物理研究(Journal of GeophysicalResearch, JGR)亦被國際性知名雜誌—英國新科學人(New Scientist)雜誌報導與刊載,肯定成大研究團隊在科學上的貢獻。

大氣高空短暫發光現象包括紅色精靈(Sprites)、淘氣精靈(Elves)、藍色噴流(Blue Jets)與巨大噴流(Gigantic jets)等,1998年成功大學組了台灣第一支追逐紅色精靈的團隊,並與加州大學柏克萊分校與日本東北大學以及國內中央大學、交通大學,合作執行「高空大氣閃電影像儀」計畫,十年來由地面與太空中追逐可遇不可求的高空短暫發光現象,有傲人的成果。包括2001年在阿里山氣象站第一次拍到紅色精靈,同年成大校區也觀測到;此外也於2002年7月22日,在菲律賓西方海域約500公里遠處的熱帶低壓邊緣對流包上空,首次發現五個巨大噴流等,皆引起國際關注。而成大研究團隊近三年使用福衛二號的觀測結果,完成全世界首份“紅色精靈(sprite)“與“淘氣精靈(elves)“之全球分佈位置圖,該成果將使人們對於高空大氣閃電現象有更新的認識和理解,再度為世界的太空科學史寫下新頁。

成大研究團隊表示,觀測結果是由搭載在福衛二號上的「高空大氣閃電影像儀」所觀測得來的。福衛二號任務以前,由地面觀測結果猜測,紅色精靈應該是主要的高空短暫發光現象。福衛二號升空後,原本是想觀測紅色精靈,卻出乎意料的發現反而以淘氣精靈居多,並且有很高的比例發生在海洋上。研究團隊表示,為期三年的觀測結果,發現“這個鬼魅般的光束“驚奇的特性,令人十分興奮。

成大研究團隊說明,福衛二號高空大氣閃電影像儀歷時三年的資料顯示,所記錄的內容有80%的短暫發光現象是“淘氣精靈“,只有20%是紅色精靈、精靈暈盤(halos)及巨大噴流(gigantic jets)。其中紅色精靈有633次,淘氣精靈有5434次,另外還有精靈暈盤有657次,以及巨大噴流8次。

根據福衛二號衛星觀測的結果,有助於判斷紅色精靈與淘氣精靈發生的位置,成大研究團隊計畫主持人物理系許瑞榮教授說明,淘氣精靈大多在海洋上被發現,而紅色精靈則會聚集於大陸上空。其中,紅色精靈多分布在非洲中部、日本外海、西大西洋;淘氣精靈則出現在加勒比海、南中國海、東印度洋、中太平洋、西大西洋和太平洋西南區域。

物理系蘇漢宗教授也指出海水溫度高於26度,淘氣精靈的生成率呈指數增加,26度的海水溫度是產生熱帶氣旋的必要條件,顯示溫暖的水域能提供需要驅動帶有高電流強烈海洋閃電的熱的來源,進一步導致ISUAL所觀測到的大量淘氣精靈事件。這是海洋與大氣以及電離層相互串聯的表現。

團隊成員成大太空天文與電漿科學所助理教授陳炳志表示,研究成果中,淘氣精靈所釋放至低電離層的自由電子數也被加以評估。結果顯示,淘氣精靈有可能會對大氣層的電離層底部電子總量產生影響,淘氣精靈所釋放電子會增加部分閃電密集區的電離層電子濃度達5%,平均增加全球電離層的電子濃度約1%,此結果可能影響地面及空中的通訊及導航。

成大研究團隊主要成員包括成大物理系許瑞榮教授、蘇漢宗教授、郭政靈博士、太空天文與電漿科學所助理教授陳炳志。並有數位工程師、助理與博、碩士班學生參與該項計畫。

*補充資料~~

關於淘氣精靈

淘氣精靈是一種由閃電所引發的高空發光的現象,它具有火紅色、向外擴張,類似甜甜圈的圈圈餅形狀。其成因是雲對地閃電所發出的電磁脈衝 (electromagnetic pulse),傳遞到電離層的底部後,加熱該處的分子並使它們發出紅色輝光。

關於紅色精靈

紅色精靈是一種伴隨著雷雨所產生的高空大氣放電現象。它通常發生在雷雨雲層頂離地面約50~90公里的高空。其上半部為紅色,底部則漸漸轉變為藍色,其寬度約5~10公里,可持續約數十毫秒的時間。

關於福衛二號之高空大氣閃電影像儀(ISUAL)

福爾摩沙二號衛星的科學酬載“高空大氣閃電影像儀“ 計畫是由台灣國家太空中心支持並由國立成功大學、美國加州大學柏克萊分校及日本東北大學等校共同合作執行。ISUAL太空計劃的主要科學目標為:(1)確定高空大氣閃電(紅色精靈)的動態演歷及頻譜變化以解開高空大氣閃電發生之謎。(2)以紫外線波段來探索高空大氣閃電中的未知現象。(3) 確認高空大氣閃電時大氣的離子化程度,以了解在地球上的高能量γ-ray是如何產生的。(4)建立高空大氣閃電、大氣輝光及極光的全球分佈情形的數據資料庫。另外的技術目標是:建立太空級光學測量儀器及科學酬載規畫、設計、組裝、測試與系統整合的能力。其中包括設立科學酬載發展實驗室、科學酬載測試實驗室、科學數據處理與資料分送中心。

新科學人

新科學人是一個國際性的每週科學雜誌及網站,報導科技上的最新發展。創始於1956年,由Reed Business Information公司所發行。並自1996年開始架設網站,報導每日新聞,也報導科學社群所發生的新聞消息,雜誌內容通常為理論性文章,範圍從科技到哲學。

維護單位: 新聞中心
更新日期: 2008-08-29
瀏覽數:
:::

即時新聞

即時影音新聞

登入成功