Un palcoscenico nascosto sopra le tempeste
Le tempeste terrestri non sono soltanto brutti dispetti del meteo; sanno anche regalare spettacoli luminosi ad altitudini che arrivano fino a 88,5 km. Tra questi, vediamo i “sprites” rossi, che appaiono per pochi millisecondi come meduse luminose, e i “jets” blu, che si fanno strada verso la stratosfera. Inoltre, si osservarono aloni viola e anelli ultravioletti di ampie dimensioni che compaiono e scompaiono in un batter d’occhio. Questi eventi, spesso troppo rapidi per essere catturati dalle telecamere sulla terra, possono invece essere immortalati in modo sorprendente dalle immagini della NASA riprese in orbita.
Effetti sull’atmosfera
Queste rapide esplosioni luminose alterano le cariche presenti nelle regioni più alte dell’atmosfera. Gli ELVES, enormi anelli ultravioletti, possono estendersi per centinaia di chilometri e modificano le cariche nell’ionosfera, influenzando le comunicazioni radio a lunga distanza. Anche le scariche corona intervengono modificando gli ossidi di azoto, il che porta a variazioni dell’ozono e dell’equilibrio termico dell’aria.
Osservazioni dalla ISS: il contributo della NASA e dell’ASIM
Dal 2018 il modulo ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor) dell’Agenzia Spaziale Europea osserva le tempeste da una piattaforma esterna alla ISS. Con l’aiuto di telecamere ad alta velocità e fotometri, l’ASIM riesce a seguire lampi brevi, più rapidi di un battito di ciglia. Questo strumento ha dimostrato che le scariche in cima alle nuvole possono trasferire energia nell’ionosfera, dando origine agli anelli ELVES.
Anche gli astronauti si divertono a osservare le tempeste dalla cupola panoramica della ISS. L’esperimento Thor-Davis, ad esempio, registra queste esibizioni a 100.000 immagini al secondo, rendendo possibile analisi molto dettagliate. Recenti studi hanno usato riprese sincronizzate per calcolare con precisione l’altitudine di un jet blu.
Proteggere le infrastrutture e guardare al futuro
I moderni algoritmi di apprendimento automatico stanno imparando a riconoscere le forme che precedono le scariche distruttive, per difendere infrastrutture importanti come le reti elettriche. Le immagini della NASA sono fondamentali per affinare i modelli meteorologici e migliorare le previsioni delle tempeste.
Alcuni fulmini scatenano flash gamma terrestri paragonabili a una piccola radiografia toracica. Il CubeSat Light-1, messo in orbita dall’agenzia spaziale giapponese, cattura questi rapidi lampi sopra le cinture delle tempeste equatoriali, offrendo preziose informazioni sullo studio di fenomeni atmosferici ad altissima energia.
Nuovi strumenti per mappare minacce invisibili
Sprite ed ELVES interessano proprio quelle parti dell’atmosfera che trasportano i segnali radio essenziali. Per questo, si stanno sviluppando nuovi rilevatori in grado di coprire un’ampia gamma di lunghezze d’onda e di reagire in tempi brevissimi. Piccoli satelliti saranno in grado di inviare allarmi in tempo reale ai centri meteorologici di tutto il mondo.
La ricerca sulle tempeste si concentra sempre più sull’aria alta, per migliorare i modelli climatici e garantire la sicurezza dei sistemi indispensabili nella vita di tutti i giorni. Le immagini della NASA collegano visivamente colore, altitudine ed energia, permettendoci di capire meglio queste intricate interazioni atmosferiche e di proteggere le nostre reti da minacce invisibili provenienti dal cielo.
