Investigadors de la UPC fotografien per primer cop l’inici d’un 'jet' gegant amb una càmera ràpida

+
Descarregar

Seqüència de formació dels jets gegants

+
Descarregar

D'esquerra a dreta: Oscar Van der Velde i Joan Montanya

Oscar Van der Velde i altres investigadors del Grup de Recerca de Llamps (LRG) de la UPC i de la Universitat de Duke, dels Estats Units, acaben de publicar a la revista 'Nature Communications' un treball que mostra, per primer cop, com es forma un 'jet' gegant: una descàrrega elèctrica, com un llamp, que s’inicia dins del núvol i arriba fins a una alçada de 90 km. Aquest descobriment és important per ajudar a esbrinar com l’activitat elèctrica dins de les tempestes pot arribar a la base de la ionosfera, un fenomen encara molt desconegut per la ciència. Les imatges s’han pres a Colòmbia amb una càmera d’alta velocitat que opera a 5.000 imatges per segon.

25/10/2019

Els jets gegants són les descàrregues elèctriques més grans que existeixen. De fet, la seva força i amplitud connecta la tempesta amb la ionosfera. Els jets gegants es produeixen a vegades en l’alta atmosfera per sobre de tempestes intenses i només es poden observar de nit, com passa amb els seus ‘cosins’, els anomenats sprites, ‘jets blaus’ i ‘elfs’.

Els jets gegants s’inicien al núvol com un poderós llamp que puja cap amunt, creant una forma molt característica: la part inferior es produeix per sota dels 30 km, és filamentosa i de color blavós, mentre que la part superior és una estructura molt ramificada de color vermellós que pot arribar als 90 km d’altitud. La formació d’aquests jets, que curiosament, només té lloc a zones properes als tròpics, és encara un misteri per a la comunitat científica. Es tracta d’un fenomen rar, com també ho són els processos tenen lloc dins del núvol, que són difícils de detectar.

Ara, un grup d’investigadors del Grup de Recerca de Llamps (LRG) de la Universitat Politècnica de Catalunya · Barcelona Tech (UPC) a Terrassa ha captat, per primer cop, imatges del moment precís en què es forma un d’aquests jets gegantins, després d’haver estat treballant, des de l’any  2008, en campanyes diverses per aconseguir captar aquest fenomen.

El descobriment del jet gegant i la captació de les imatges ha tingut lloc a la costa nord de Colòmbia. L'estiu del 2017 els investigadors van utilitzar un sistema portàtil de càmeres ràpides a prop de la ciutat colombiana de Santa Marta, que operava a 900 imatges per segon. El 2018 es va dur a terme també a Colòmbia, a Barranquilla i Cartagena, una segona campanya per detectar aquest fenomen, en al qual es va treballar amb un sistema d’altíssima velocitat, que va operar a 5.000 imatges per segon.

Un enregistrament històric
Amb aquestes càmeres, l’investigador Oscar Van der Velde, membre del Grup de Recerca de Llamps de la UPC, ha fet un seguiment minuciós de tempestes en desenvolupament, amb l'esperança que aparegui el fenomen. Un seguiment pacient i minuciós que ha donat fruits: durant les dues campanyes es van produir 12 jets gegants en sis nits diferents, cinc dels quals es van enregistrar amb èxit per la càmera d’alta velocitat.

La imatge de la formació del jet gegant captada per aquest equip s’ha pres a 200 microsegons i mostra, per primer cop, el primer flaix a partir del qual es desencadena. La seqüència de les imatges demostra, a més, que la formació d’un jet gegant és desenvolupa pas a pas i a partir dels 40 km d’alçada experimenta un salt continu fins arribar a la ionosfera (a 90 kilòmetres d’altitud).

.


Seqüència de les imatges que mostren la creació d'un jet gegant

Seqüència de les imatges que mostren la creació d'un jet gegant

Es tracta per tant d’una fita important per esbrinar els misteris que envolten als fenòmens elèctrics a l’atmosfera i l’acoblament entre capes atmosfèriques, un camp científic encara molt incipient.

Segons explica Óscar Van der Velde “Després d’una dècada estudiant la fenomenologia elèctrica a l’atmosfera, amb el nostre treball hem pogut aportar una informació molt valuosa per entendre com i per què es formen. El que passa dins dels núvols és encara un misteri. Tampoc sabem per què els jets gegants només es formen a la zona dels tròpics. Els models actuals per descriure’ls són encara molt bàsics, per això les imatges que captem amb els nostres equips són molt importants per a la comunitat científica”.

El descobriment s’ha publicat a la revista Nature Communcations i ha comptat, a més d'Oscar Van der Velde, també amb la participació de Joan Montanyà i Jesús A. López, del mateix grup de recerca LRG i del Departament d’Enginyeria Elèctrica de la UPC, així com de Steven A. Cummer, investigador de la Duke University, de Durham, als Estats Units.