高空閃電

高空閃電 (Upper-atmospheric Lightning)
臺中縣立中港高級中學物理科王尊信老師/國立彰化師範大學物理學系洪連輝教授責任編輯

所謂高空閃電是指高於平常閃電的閃電行為，尤其在大氣層中的平流層 (stratosphere) 與熱氣層 (thermosphere) 間的閃電行為。因為它發生位置較高、時間比閃電更加短暫、亮度低且常被閃電光輝所遮掩，因此以往的相關研究很少專門針對高空閃電。另外也有人稱高空閃電為「高空放電 (upper-atmospheric discharge)」或「暫態發光事件(transient luminous events，TLEs)」。

圖為大氣層與氣體放電的示意圖。

截至目前為止，科學家已經發現的高空閃電主要有以下四種：第一種是紅色精靈 (Red Sprites)、第二種是藍色噴流(Blue Jet)、第三種是淘氣精靈(Emission of Light and Very Low Frequency Perturbations From Electro-magnetic Pulse Sources，ELVES)、第四種是由臺灣的成大物理系紅色精靈研究團隊所發現的巨大噴流(Gigantic jets)。臺灣除了是第一個研究巨大噴流的團隊，也發射了福衛二號人造衛星(Formosa satellite II，FORMOSAT-2)提供研究紅色精靈更有利的工具。

2001年科學家在波多黎各亞利希伯天文台(Arecibo Observatory)拍到第一張巨大噴流的照片，2002年成大物理系研究團隊在鵝鑾鼻紀錄到第一個亞洲巨大噴流，它是發生在呂宋島西方海域的雷雨系統與高層大氣間的五個巨大噴流。這個巨大噴流自十六公里高的雲層一直延伸到九十公里高，伴隨著發出低頻電磁波，使它擁有與一般閃電相反的機制，一般閃電是為維持地面與雲層間高達數十萬伏特的電位差，而巨大噴流則是為了降低電離層與地面的電位差。

高空閃電研究的困難點在於大氣層尤其是臭氧層對於高空閃電發射光線的吸收，因此利用人造衛星往下拍攝以及地表衛星運動速度快的兩大優點，提供研究高空閃電很大的幫助，成大物理系研究團隊利用福衛二號的「高空大氣閃電影像儀」發表許多領先國際的研究。研究高空閃電將有助於我們對於閃電機制的深入了解，是太空物理新興的熱門題目之一。

參考資料

http://en.wikipedia.org/wiki/Upper-atmospheric_lightning