Sensorgegevens onthullen krachtige bliksem binnen wolken

Onderzoeksteam ontdekt verband tussen bliksemfrequenties en hoogte

Een onderzoeksteam van het Los Alamos National Laboratory heeft recent ontdekt dat het sterkteverschil tussen twee zeer hoge frequentie radio pulsen in bliksem nauw verband houdt met de hoogte van de bliksem in de wolk. Deze ontdekking werpt licht op de manier waarop de energie in bliksem zich verspreidt, wat op zijn beurt inzicht biedt in de initiatie van bliksem in een bijzonder krachtige soort in-wolk bliksem.

Om tot deze conclusie te komen, gebruikte het team van Los Alamos machine learning om de grootste dataset ooit van trans-ionosferische pulspaar (TIPPs) samen te stellen, een zeer hoge frequentie radiosignaal dat door bliksem wordt gegenereerd. Meer dan 76.000 TIPPs werden waargenomen door een radiosensor die door Los Alamos is ontwikkeld en zich aan boord van een satelliet in geostationaire baan bevond. Deze gegevens werden gekoppeld aan bliksem die vanaf de grond werd waargenomen. (Geschat wordt dat 95% van de bliksemgebeurtenissen die door radiosensoren worden gedetecteerd TIPPs zijn, terwijl de rest uit wolk-naar-grond bliksemontladingen bestaat.)

“We weten al lange tijd dat de eerste puls van een TIPP wordt veroorzaakt door het signaal van de bliksem dat rechtstreeks een satelliet bereikt na door de ionosfeer te zijn gereisd, en de tweede puls wordt veroorzaakt door het signaal dat weerkaatst van het aardoppervlak en vervolgens de satelliet bereikt,” zei Erin Lay, een onderzoekswetenschapper bij Los Alamos en hoofdonderzoeker van de studie die is gepubliceerd in het Journal of Geophysical Research: Atmospheres.

“Soms is deze tweede puls sterker dan de eerste, maar we wisten niet waarom. Deze studie toonde aan dat het verschil het resultaat is van de hoogte van de bliksem in de wolk en de elevatiehoek in relatie tot de satelliet.”

De studie leverde aanvullend bewijs dat TIPPs het ruimte-gebaseerde kenmerk zijn van compacte intrawolk ontladingen, een bijzonder snel en kort bliksemproces in de wolk.

De nieuwe, grote database van 76.000 TIPPs heeft ook het potentieel om verdere specificiteit toe te voegen aan gegevens van globale bliksemkaarten (GLM). Deze GLM-instrumenten op de GOES-R-satellieten van de National Oceanic and Atmospheric Administration, samen met de geavanceerde baseline-imager, geven onderzoekers een schatting van hoe hoog een wolk is, aldus Lay.

“Onze metingen kunnen leiden tot nog nauwkeurigere metingen van hoe hoog de convectieve gebieden van wolken zijn, wat hen op zijn beurt kan helpen hun gegevens te verifiëren,” zei Lay. “Het zou hen kunnen vertellen, bijvoorbeeld, dat wanneer ze een snelle sprong in de hoogte van de TIPPs waarnemen, de convectie van de storm zich snel kan veranderen.”