Peperi (kilat)

Gambar berwarna pertama peperi yang diambil dari kapal terbang.

Peperi (Bahasa Inggeris: sprite) ialah nyahcas elektrik bersaiz besar yang berlaku di atas awan ribut petir, atau kumulunimbus, yang membentuk berbagai-bagai bentuk visual yang berkelip di langit. Ia dicetuskan oleh nyahcas-nyahcas kilat positif di antara awan kilat di bawah dan tanah.

Rupa peperi adalah seperti denyar berkilau berwarna jingga kemerahan. Ia selalunya muncul dalam kelompok-kelompok di antara altitud 50–90 km (31–56 batu) di atas permukaan Bumi. Sekali-sekala laporan visual peperi telah dilihat seawal 1886, tetapi ia pertama kali diambil gambar pada 6 Julai 1989 oleh saintis-saintis dari Universiti Minnesota dan kemudiannya telah dirakam dalam rakaman video beribu-ribu kali.

Peperi kadang kala disalah panggil sebagai kilat atmosfera atas. Peperi sebenarnya adalah fenomena plasma sejuk yang tidak mempunyai suhu saluran panas kilat troposfera, maka ia lebih serupa dengan nyahcas tiub pendarfluor daripada nyahcas kilat.

Peperi dilihat dari ISS.

Sejarah

Laporan-laporan anekdot seawal 1730 telah menyebut secara tidak langsung berkenaan fenomena optik yang berjangka masa sangat pendek di atas awan kilat (lihat Johann Georg Estor). Pada 1925, penerima anugerah Nobel C. T. R. Wilson telah mencadangkan berdasarkan teori bahawa runtuhan elektrik boleh berlaku di atmosfera atas, dan pada 1956 beliau telah menyaksikan sesuatu yang berkemungkinan peperi. Ia pertama kali didokumenkan dalam bentuk gambar pada 6 Julai 1989 apabila saintis-saintis daripada Universiti Minnesota telah menangkap imej pertama sesuatu yang akan dikenali sebagai peperi secara tidak sengaja menggunakan kamera video cahaya rendah.[1] Beberapa tahun selepas penemuannya, ia dinamakan "sprite" (pari-pari) disebabkan sifatnya yang sukar ditemui.[2] Sejak penemuannya pada 1989, gambar peperi telah diambil berpuluh ribu kali dari daratan, dari pesawat dan dari angkasa lepas, dan sekarang menjadi topik kajian yang intensif.

Sifat-sifat

Jenis-jenis fenomena atmosfera berbeza di atmosfera.

Peperi telah dilihat di langit di atas Amerika Utara,[3] Amerika Tengah, Amerika Selatan,[4] Eropah,[5] Selatan Afrika (Zaire), Australia, Laut Jepun dan Asia serta dipercayai berlaku dalam kebanyakan sistem ribut petir yang besar.

Tiga jenis peperi telah dikategorikan oleh Matthew 'Geoff' McHarg Ph.D. (U.AK) dari Akademi Kajian Tentera Udara AS (dan NASA).[6] Menggunakan pengamat imej dan kamera gerak super perlahan, McHarg dan para pengkajinya telah menamakan peperi ini berdasarkan rupa mereka:

  • Peperi obor-obor: Bersaiz sangat besar, sehingga 30 batu (48 km) kali 30 batu (48 km).
  • Peperi lobak
  • Peperi tiang atau C (untuk "column"): Nyahcas elektrik bersaiz besar di atas permukaan bumi yang masih belum difahami sepenuhnya.

Peperi berwarna jingga kemerahan[2] di bahagian atasnya dengan sesulur paut berwarna kebiruan bergantung di bawah, dan ia juga boleh disertai halo kemerahan. Ia bertahan lebih lama daripada nyahcas stratosfera bawah biasa, yang biasanya bertahan beberapa milisaat, dan dicetuskan oleh nyahcas kilat positif di antara awan kilat dan daratan.[7] Selalunya ia berlaku dalam kelompok berdua-dua atau lebih, dan biasanya didapati dalam julat altitud 50 kilometer (31 bt) hingga 90 kilometer (56 bt), dengan apa yang kelihatan seperti sesulur paut bergantung di bawah dan reranting mencapai ke atas.[2]

Peperi di atas Malaysia, dilihat daripada Stesen Angkasa Antarabangsa.

Imejan optik menggunakan kamera kelajuan tinggi 10,000 bingkai per saat menunjukkan yang peperi sebenarnya kelompok-kelompok bebola pengionan kecil bersaiz dekameter (10–100 m, 30–300 kaki) yang dilancarkan pada altitud kira-kira 80 km (50 batu) dan kemudiannya bergerak ke bawah pada kelajuan sehingga sepuluh peratus kelajuan cahaya, diikuti beberapa milisaat kemudian oleh set bola pengionan berbeza yang bergerak ke atas.[8] Peperi boleh tersesar mendatar sehingga 50 km (31 batu) dari lokasi panahan kilat di bawah, dengan jarak masa selepas kilat kira-kira beberapa milisaat, tetapi dalam keadaan yang jarang jarak masanya boleh menjadi selama 100 milisaat.

Rakaman dari ISS ini menunjukkan peperi merah di atas Asia Timur pada kira-kira 0:06.

Untuk memfilem peperi dari Bumi, keadaan-keadaan istimewa perlu ada: 150–500 km (93–311 bt) penglihatan jelas ribut petir yang kuat dengan kilat positif antara awan dan daratan, alatan perakam sensitif cahaya merah, dan langit hitam yang tidak diterangi.[9]

Halo peperi

Peperi biasanya didahului oleh halo peperi sebanyak kira-kira 1 milisaat. Halo ini ialah satu kawasan berbentuk lempeng mengandungi pancaran optik sangat pendek yang lemah bersaiz 50 kilometer (31 batu) dan berketebalan 10 kilometer (6.2 batu). Halo ini berpusat kira-kira 70 kilometer (43 batu) di atas panahan kilat pencetus. Halo-halo ini dikatakan dihasilkan oleh proses fizikal yang sama yang membentuk peperi, tetapi untuk halo pengionan adalah terlalu lemah untuk melepasi nilai ambang yang diperlukan untuk pembentukan panahan. Ia kadang kala disalahanggap sebagai ELVES disebabkan rupanya yang serupa dan jangka masanya yang pendek.[10][11]

Kajian terbaru yang dijalankan di Universiti Houston pada tahun 2002 menunjukkan bahawa sesetengah nyahcas kilat biasa (negatif) menghasilkan halo peperi, dan setiap panahan kilat antara awan dan daratan akan mencuba membentuk peperi atau halo peperi.[12] Kajian pada 2004 oleh saintis dari Universiti Tohoku telah menemui bahawa pancaran frekuensi amat rendah berlaku serentak dengan peperi, menunjukkan bahawa nyahcas di dalam awan mungkin membentuk peperi.[13]

Kerosakan kapal terbang

Peperi telah dipersalahkan bagi beberapa kemalangan yang sebaliknya tidak dapat dijelaskan yang melibatkan operasi kenderaan altitud tinggi di atas ribut petir. Satu contoh bagi ini ialah kerosakan belon stratosfera NASA yang dilancarkan pada 6 Jun 1989 dari Palestine, Texas. Belon ini mengalami pelepasan beban bayar tidak diarahkan ketika terbang pada ketinggian 120,000 kaki (37,000 m) di atas ribut petir berhampiran Graham, Texas. Beberapa bulan selepas kemalangan itu, satu penyiasatan menyimpulkan bahawa satu "panahan petir" menghala ke atas dari awan-awan menyebabkan insiden ini.[14] Kesimpulan ini telah dibuat secara berbalik, kerana istilah peperi tidak dihasilkan sehingga akhir 1993.

Lihat juga

Rujukan

  1. ^ Walter A. Lyons dan Michey D. Schmidt (2003). P1.39 The Discovery of Red Sprites as an Opportunity For Informal Science Education. Persatuan Meteorologi Amerika. Diterima pada 2009-02-18.
  2. ^ a b c Sentman, D.D.; Wescott, E. M.; Osborne, D. L.; Hampton, D. L.; Heavner, M. J.; dll. (1995). "Preliminary results from the Sprites94 aircraft campaign: 1. Red Sprites". Geophys. Res. Lett. 22 (10): 1205–1208. Bibcode:1995GeoRL..22.1205S. doi:10.1029/95GL00583. Explicit use of et al. in: |first= (bantuan)
  3. ^ Kathy Berry (1994). Spectacular Color Flashes Recorded Above Electrical Storms. NASA. Retrieved on 2009-02-18.
  4. ^ Don Savage and Kathy Berry (1995). Sprites Confirmed Over Storms Outside U.S. For First Time. NASA. Retrieved on 2009-02-18.
  5. ^ http://star.arm.ac.uk/press/2013/sprite.html Rare Atmospheric Phenomenon Observed from Armagh
  6. ^ McHarg, Haaland, Moudry and Stenbeik-Nielsen (2002). Altitude-time development of sprites. Retrieved on 20-09-21.
  7. ^ Boccippio, D. J.; Williams, ER; Heckman, SJ; Lyons, WA; Baker, IT; Boldi, R; dll. (August 1995). "Sprites, ELF Transients, and Positive Ground Strokes". Science. 269 (5227): 1088–1091. Bibcode:1995Sci...269.1088B. doi:10.1126/science.269.5227.1088. PMID 17755531. Explicit use of et al. in: |first= (bantuan)
  8. ^ Stenbaek-Nielsen, H. C.; McHarg, M.G.; Kanmae, T.; Sentman, D.D. (June 6, 2007). "Observed emission rates in sprite streamer heads". Geophys. Res. Lett. 34 (11): L11105. Bibcode:2007GeoRL..3411105S. doi:10.1029/2007GL029881. L11105.
  9. ^ Grønne, Jesper. "Første danske 'red sprites' fanget fra Silkeborg" Diarkibkan 2012-08-22 di Wayback Machine Google Translation Danish Meteorological Institute, 20 August 2012. Retrieved: 20 August 2012.
  10. ^ Rina Miyasato, Hiroshi Fukunishi, Yukihiro Takahashi, Michael J. Taylor, Hans. C. Stenbaek-Nielsen (2002). Characteristics of Lightning-induced Sprite Halos and Their Generation Mechanisms. Academic Society Home Village. Retrieved on 2009-02-18.
  11. ^ Christopher Barrington Leigh (2000). Sprite halos. Diarkibkan 2008-09-17 di Wayback Machine Stanford University. Retrieved on 2008-02-18.
  12. ^ Amanda Siegfried (2002). New thinking needed on atmospheric physics, study suggests. Diarkibkan 2014-04-07 di Wayback Machine University of Houston. Retrieved on 2009-02-18.
  13. ^ Ohkubo, A.; Fukunishi, H.; Takahashi, Y.; Adachi, T. (2005). "VLF/ELF sferic evidence for in-cloud discharge activity producing sprites". Geophysical Research Letters. Sendai, Japan: Department of Geophysics, Tohoku University. doi:10.1029/2004GL021943.
  14. ^ STRATOCAT (2009). "Data of the stratospheric balloon launched on 6/5/1989 from Columbia Scientific Balloon Facility, Palestine, Texas, US for Molecules observation made fluorescent with a Laser". Dicapai pada 2009-02-18.

Pautan luar