NASA探查TGF與颶風關聯性 出動美軍U2偵察機

修長的機身與機翼,這架造型獨特的單座飛機,起飛後朝著6到7萬英呎的高空飛去。乍看之下,它和冷戰期間美國用來偵察共產集團國家的U-2偵察機非常相似,但是機身是明亮的白色,而不是軍用機沉重的黑色。

事實上,它是1980年代,由美國空軍移轉給NASA,並加以改裝的ER-2大氣科學研究飛機。

近40年來,兩架ER-2總共執行了4500多次飛行任務。2023年7月開始,兩架分別部署在美國東西兩岸的ER-2將要參與觀察並測量所謂的大氣伽瑪射線閃光TGF。

2022年8月,肆虐地中海沿岸的暴風雨,挾帶著閃電與雷聲,氣勢驚人。同年9月,橫掃加勒比海的伊恩颶風衛星也拍到頻頻出現在暴風中心與邊緣的閃電現象。不過這些都是肉眼可見的閃電光芒。而科學家更有有興趣的,則是肉眼無法看到的TGF。

NASA戈達德飛行中心影片描述,「上下飛散的冰結晶體不斷相互撞擊,讓雲層充滿電荷。當這個電場強大到一個程度,電流和雷擊閃光就會出現。閃電會突然導致電力場的重組。在某些情況下,電子會突然往暴風雲層上方竄升,其速度幾乎接近光速。當它們受空氣分子影響轉向,這些受到加速度的電子將釋放伽瑪射線,產生大氣伽瑪射線閃光TGF。」

目前仍在地球軌道上服役的費米伽瑪射線太空望遠鏡,長時間的觀察後發現,地球赤道附近的低緯度地區,平均每天有1000次左右的TGF出現。同時,TGF出現的頻率和暴風圈接近陸地與否有關。

NASA戈達德飛行中心影片提及,「TGF的出現與暴風的增強階段有關聯。當布拉萬颱風在2012年快速生成,距離暴風中心500哩的外圍,一下子出現4個TGF。」

不過研究人員面臨的難題是,TGF出現的高度約6萬英呎左右,從地面不易觀測,而人造衛星距離更遠,也不利測量看不見的TGF。

ER-2飛行任務專案經理法蘭澤絲貝克表示,「為了這次觀察TGF的任務,我們動用了ER-2飛機,它能在高高度長時間飛行,讓我們能在目標上方少許的距離,有機會以長時間進行觀察。」

科學家們希望除了能更了解暴風雨,在暴風雨和看得到的閃電以及看不到的TGF之間,有什麼樣更具體的關聯,也希望能更準確地預測暴風雨增強的時間與程度,讓陸地上的居民與救難單位能有更多時間防患未然。