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天文摄影师助力科学家破解 "Sprite Fireworks" 之谜

2025年4月1日 Pesala Bandara

由 Angel An 拍摄的名为 ‘Cosmic Fireworks’ 的照片，在格林尼治皇家天文台举办的 2023 年度天文摄影师大赛中荣获“天空景观”类别奖项。

两位天文摄影师与科学家合作，帮助他们解开了 “Sprite Fireworks” 的谜团。

2022年5月19日晚，两位中国天文摄影师 Angel An 和 Shuchang Dong 在喜马拉雅山脉上空捕捉到了壮观的红色 sprite，数量超过一百个。

Red sprites 是一种难以捉摸的闪电形式，它会释放到高层大气中，科学家们对此仍然没有完全了解。

这两位天文摄影师在位于藏南高原普莫雍错湖附近的观测点进行拍摄，普莫雍错湖是该地区的三大圣湖之一。

在一个晚上，An 和 Dong 捕捉到了 100 多个 red sprites，它们是生动的电脉冲，以其醒目的颜色和精致、超凡脱俗的图案而闻名。

两人还记录了罕见的二级喷流，以及亚洲首次记录到的夜间电离层底部的绿色气辉现象。

这一非凡事件引起了全球关注，并被各大媒体广泛报道。 An 拍摄的照片之一甚至获得了 Royal Observatory Greenwich’s 2023 Astronomy Photographer of the Year 比赛的“天空景观”类别奖项。

虽然这些引人注目的 sprite fireworks 广为人知，但它们形成的方式和原因的细节仍未完全清楚。

在最近发表于 Advances in Atmospheric Sciences 的一项研究中，由中国科学技术大学的 Gaopeng Lu 领导的一个科学家团队揭示了天文摄影师的图像如何帮助他们开始理解导致这些 sprite fireworks 的复杂相互作用。

在研究喜马拉雅山脉的 red sprites 之前，Lu 和他的团队面临一个挑战：An 和 Dong 于 2022 年拍摄的图像没有时间戳。在不知道 sprite 的确切时间的情况下，科学家们无法将它们与导致它们的闪电联系起来。

为了解决这个问题，研究人员采取了一种创造性的方法。通过识别 sprite 在夜空中的位置，并将它们与卫星路径和星图进行比较，他们确定了每个 sprite 的时间，误差范围为一秒。这使得他们能够将大约 70% 的 sprite 与其相应的闪电事件联系起来，以进行进一步研究。

“这件事确实非常了不起，”研究负责人 Gaopeng Lu 教授 在一份声明中说。“通过分析母闪电放电，我们发现 sprite 是由一个巨大的中尺度对流系统中高强度峰值电流的正云地闪电触发的。这表明喜马拉雅地区的雷暴有可能产生地球上一些最复杂和强烈的上层大气放电。”

图片来源： 题图照片由 Angel An 拍摄。

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