Хотя во время грозы впечатляющие световые шоу далеко не редкость, самые зрелищные явления происходят вдали от наших глаз над грозовыми облаками. В частности, недавно учёные описали одно из таких явлений – самую мощную молнию типа «гигантский джет» в истории.

Гигантский джет – это мощный электрический разряд конусообразной формы, генерируемый грозовыми облаками. Его отличие от привычной нам молнии заключается в направлении распространения: заряд устремляется не в землю, но в ионосферу. Джеты входят в растущую группу вспышек, которые формируются в верхних слоях атмосферы. Из-за высоты распространения и скоротечности подобные явления очень сложно наблюдать и изучать, потому механизм их возникновения достоверно неизвестен. Недавно учёным удалось исследовать самый масштабный джет в истории метеорологических наблюдений.

 Рекордный гигантский джет возник во время мощного шторма над Оклахомой в мае 2018 года. По удивительному стечению обстоятельств его удалось запечатлеть при помощи сразу нескольких инструментов, включая наземный комплекс грозоотметчиков и бортовые приборы геостационарного эксплуатационного спутника наблюдения за окружающей средой GOES. Кроме того, феномен при помощи высокочувствительной камеры сняли на видео с борта самолёта, чудом оказавшегося над грозой в нужное время. С таким обилием данных исследователям впервые удалось в деталях изучить гигантский синий конус. По итогам анализа этот джет оказался самым мощным в истории наблюдений. Огромный поток плазмы устремил в ионосферу 300 Кл электричества, что соответствует количеству электрического заряда, который содержится в 60 обычных молниях.

Разные структуры джета произвели несколько типов электромагнитного излучения. В частности, метровые радиоволны (очень высокие частоты / ОВЧ) были зафиксированы на высоте от 22 до 45 км, в то время как излучение в видимом спектре сформировалось ближе к вершине грозового облака в точке выхода молнии на высоте от 15 до 20 км. По словам физика Стива Каммера, эти наблюдения позволили прояснить некоторые детали не только о джетах, но также об обычных молниях. К примеру, исследование электромагнитной структуры показало, что ОВЧ излучается не лидером молнии – основным каналом ионизированной материи, но стримерами – нитями электрических разрядов на краю разряда. На примере джета учёные также измерили, что стримеры имеют относительно невысокую температуру – около 204 °C, а вот лидер разогревается до 4425 °C.

Хотя исследователи раскрыли некоторые обстоятельства возникновения восходящих потоков плазмы, ещё очень многое остаётся для них тайной. В частности, пока им не удалось найти ответ на вопрос, почему джет устремляет свой поток энергии в ионосферу. К счастью, обилие данных позволило учёным выдвинуть ряд теорий. По словам соавтора исследования гигантского джета Леви Боггса, по какой-то причине в грозовых облаках наблюдается подавление разрядов «облако-земля». В отсутствии подобных разрядов в облаке образуется избыток отрицательного заряда. Возможно, джет представляет собой электрический аналог предохранительного клапана. Учёные надеются подтвердить или опровергнуть данную гипотезу, продолжив наблюдение за неуловимыми джетами.