Red Sprites

von
Dipl.-Met. Günter Rampe




"Sprite" heißt übersetzt "Kobold". So bezeichnet man eine blitzartige Leuchterscheinung, die vom Gipfel einer Gewitterwolke bis in 100 km Höhe reicht. Das ganze dauert nur einige tausendstel Sekunden, für das menschliche Auge nur schwer zu erkennen. Die Helligkeit entspricht einem mittelhellen Polarlicht. Augenzeugenberichte wurden lange Zeit nicht ernst genommern; erst spezielle Kameras lieferten 1989 den Beweis. Jetzt konnte man sie sogar vom Space-Shuttle aus erkennen.
Sprite, der wie ein brennender Baum aussieht.

Das hellste Gebiet des 5 bis 10 km breiten Sprites ist der "Kopf" in 65 bis 75 km Höhe. Über dem Kopf liegt ein dunkles Band ("Haaransatz"), woran faserige, schwachrote "Haare" anschließen. Unter dem Kopf erscheint manchmal ebenfalls ein dunkles Band ("Kragen"), von dem "Ranken" herabreichen bis fast zum Wolkenrand. Nach unten hin ändern die Ranken ihre Farbe von rot zu blau.

Sprites sind meist gesellig, nur selten Einzelgänger: Eine Kobold-Horde macht sich horizontal über 50 km breit (schwarz-weiß Aufnahmen). Hier ein Detailbild.

Sprites entstehen bei kräftigen Gewittern, zeitgleich mit einem Blitz, der in den Erdboden einschlägt. Der Blitz ist ja ein Kurzschluß, er neutralisiert die elektrische Ladung an der Wolkenbasis. Nun ist aber die entgegengesetzte Ladung in der Wolke plötzlich allein (beim Gewitter werden ja die elektrischen Ladungen getrennt); sie baut ein quasi-elektrostatisches Feld auf, das hoch in die Atmosphäre reicht. Die Folge: Elektronen in der Atmosphäre werden beschleunigt und stoßen mit Luftmolekülen zusammen. Dabei entsteht das rote Licht.

Die Sprites schießen von der Ionosphäre nach unten mit einer Geschwindigkeit von 1000 km pro Sekunde. Häufig sieht man kurz vor ihrer Entstehung einen diffusen Sprite-Halo in 70 bis 80 km Höhe. Von da aus bewegen sich die "Ranken" nach unten und die "Haare" nach oben. Alles dauert nur etwa ein bis drei hundertstel Sekunden.

Oft bilden sich in den "Ranken" leuchtende Kugeln, die noch sichtbar sind, nachdem der Sprite zerfallen ist; die Lebensdauer der Kugeln ist mit einer zehntel Sekunde erheblich länger als die der Sprites. Erklärung: der Sprite löst einen chemischen Prozeß aus, bei dem die Kugeln entstehen.

Sehen Sie das kurze Leben des Kobolds in MPEG-Movies 900 KB und 150 KB (schwarz-weiß).

Ein Sprite verändert das elektrische Feld in seiner Umgebung. So kommt es, daß ein zerfallener Sprite durch einen neuen Sprite wieder aktiviert werden kann, wie die folgende Bildsequenz zeigt: In der oberen Bildreihe zerfällt ein Sprite. Die untere Reihe zeigt links vom alten Sprite die Entstehung eines neuen Sprite, beginnend mit einem Halo. Dann wird der alte Sprite wieder aktiviert.

Hier weitere Sprite-Bilder und ein regelrechtes Feuerwerk.

Bildquellen:
NASA Goddard Space Flight Center
University of Alaska
FMA Research, Inc.
Global Hydrology and Climate Center
NASA
Science@NASA
Stanford University