Villámtérkép
(Rovat: Időjárás és előrejelzése, Amerikai távérzékelő műholdak , Az űrállomás és az USA - 2022.02.04 11:15.)

Pillanatonként több tucatszor lecsap, valahol a Földön, de alkalmanként még 30 mikroszekundumig se tart, ezért nehéz részletesen vizsgálni. A műholdak segítenek.

Igen, a villámokról lesz szó, amelyek természetét ősidők óta próbálják megismerni a tudósok, és ebben az utóbbi évtizedekben a műholdak is segítségükre voltak. A világűrbe küldött szenzorok az 1990-es évek óta végeznek kiváló minőségű észleléseket, lehetővé téve, hogy a légkörkutatók számszerűsítsék és feltérképezzék a villámok globális eloszlását.

Az első globális villámtérképet 2001-ben publikálták az OrbView–1 kereskedelmi műholdon működő, a látható fény tartományában észlelhető, gyors felvillanások megfigyelésére alkalmas OTD (Optical Transient Detector) érzékelővel, illetve a NASA TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) műholdján dolgozó, a villámokról képet alkotó LIS szenzorral (Lightning Image Sensor) végzett mérések alapján. Két évtizeddel később egy újabb LIS detektort küldtek a világűrbe, akkor a Nemzetközi Űrállomás (ISS) fedélzetére, azzal a céllal, hogy hosszú időn keresztül végzett folyamatos megfigyelésekkel új és a korábbinál pontosabb térképet készítsenek a villámok globális eloszlásáról.

A bemutatott térkép a két műszer három űreszközön működő egy-egy példányának mérései alapján készült. A TRMM műholdon dolgozó LIS szenzor 1997–2005 között végzett méréseket, az OTD 1995–2000 között, az ISS-en lévő LIS pedig 2017 óta. A mérések alapján a Los Alamos Nemzeti Laboratórium és a huntsville-i Alabama Egyetem kutatói állították össze a 2021 márciusban publikált térképet. A globális villámtevékenység hasonló térképét állították össze és publikálták 2020 júliusában a NASA Marshall Űrközpont munkatársai az ISS LIS detektorával három év alatt végzett mérések alapján.

A villámok átlagos gyakorisága az ISS LIS, a TRMM LIS és az OTD műszerek (lásd a szövegben) 1995 és 2020 közötti mérései alapján. A színek az alsó skála szerint a 100 km²-es pixelek területén naponta észlelhető villámok számának felelnek meg. (Kép: NASA Earth Observatory, Lauren Dauphin; adatok forrása: Peterson et al. 2021)

Az említett három műszer között fontos különbség a detektorral megfigyelhető terület. Mivel a TRMM műhold 35° inklinációjú pályán keringett, a régebbi LIS detektorral csak a trópusi területek megfigyelésére volt lehetőség. Az ISS-re helyezett újabb LIS viszont az űrállomás nagyobb pályahajlásának köszönhetően az 55° északi és az 55° déli szélességek között figyeli a villámlásokat. Az OTD az OrbView–1 műhold 70°-os inklinációjának köszönhetően még ennél is magasabb szélességeken is észlelhet, ennek azonban – amint a térképről leolvasható – csekély a gyakorlati jelentősége, az 55°-nál magasabb szélességeken nem számottevő a villámlások gyakorisága. Régebben az OTD gyengébb minőségű adatait arra használták a kutatók, hogy pótolják a magasabb szélességeken hiányzó adatokat, az ISS LIS üzembe helyezése óta azonban ennek már nincs jelentősége. A műholdas villámészlelések előnye a földi hálózatokkal szemben, hogy így az óceánok fölött is megfigyelhető a villámtevékenység. A térképen látható, hogy a tengerek fölött jóval kisebb a villámok gyakorisága, mint a szárazföldek fölött, mégsem elhanyagolható.

A korábbi villámtérképek a villámláshoz a térképen egyetlen pontot, azaz két földrajzi koordinátát rendeltek hozzá. Az OTD és LIS adatok újrafeldolgozásával a Los Alalmos Nemzeti Laboratórium kutatói ki tudták nyerni az adatokból a villámok horizontális kiterjedésére vonatkozó információt is. Egyes villámok – ezeket a kutatók megavillámoknak nevezik – tekintélyes horizontális kiterjedésűek, egyeseké több száz kilométer is lehet. A leghosszabb villámot 2018-ban Brazília és Argentína fölött észlelték, hossza valamivel meghaladta a 700 kilométert, időtartama pedig nem kevesebb mint 11 másodperc volt, ami az átlagos 30 mikroszekundumhoz képest igen hosszú.

Az immár évtizedekre kiterjedő műholdas mérések alapján a Föld leginkább villámveszélyes helye Venezuela északnyugati részén a Maracaibo-tó környéke, ahová naponta átlagosan 389-szer csap le a villám. Nem sokkal marad el ettől a Ruanda és a Kongói Demokratikus Köztársaság határán (a Nagy-hasadékvögyben) fekvő Kivu-tó térsége, ahol a napi átlagos villámszám 368. A kutatók tavaly megjelent publikációjában (lásd lent) számos további térkép és táblázat található a Föld villámcsapásoknak legjobban kitett területeiről, fővárosairól, repülőtereiről.

A Maracaibo-tó (Venezuela) környékét naponta átlagosan közel 400 villámcsapás éri. (Kép: NASA EO)