Gráfico que muestra algunos tipos de efectos luminosos transitorios (entre los que se encuentran los sprites rojos y los jets azules), señalando las capas de la atmósfera en que se producen. Autor: Abestrobi.
Los sprites rojos (red sprites, en inglés), también conocidos como espectros, espectros rojos o duendes, son un tipo de descargas eléctricas a gran escala que se producen en la mesosfera, a unos 50-90 km de altitud, por encima de las nubes y/o cumulonimbos (desarrollados en la troposfera), durante una tormenta eléctrica intensa. Aunque se trata de un fenómeno meteorológico muy difícil de estudiar, se sabe que se producen en la parte media-alta de la atmósfera como resultado de la interacción eléctrica desarrollada en las capas bajas entre las nubes de una tormenta eléctrica y la superficie terrestre.
La génesis de los sprites es idéntica a la de los ELVES (aunque un sprite requiere que el rayo que lo genere traslade una gran carga y el ELVE que su relámpago tenga una corriente eléctrica muy elevada), apareciendo en muchas ocasiones junto a ellos o junto a halos sprite. La estructura de los sprites comprende una parte inferior, de morfología filamentosa y color azul, y una parte superior, constituida por un destello luminoso rojizo-anaranjado (que le da nombre).
Primera imagen de color de un sprite, tomada desde un avión. Autor: Eastview.
Los sprites son fenómenos atmosféricos muy raros de ver, puesto que requieren de unas condiciones muy peculiares para desarrollarse: no todas las tormentas eléctricas producen sprites, y las que lo hacen pueden llegar a producir un gran número de ellos (un gran sistema convectivo puede generar entre 1 y 776 sprites, aunque el término medio es 48). Los sprites se pueden formar en solitario o en grupos de dos o más, apareciendo uno cada 2-5 minutos (aunque si la actividad tormentosa es significativa, pueden aparecer cada 12 segundos).
El tamaño de los sprites es muy variado, dependiendo directamente de su morfología. Se reconocen cuatro grandes tipos morfológicos de sprites rojos:
- Con forma de medusa (Jellyfish sprite): muy largos, de unos 50 kilómetros de anchura.
- Con forma de zanahoria (Carrot sprite).
- Con forma de columna (Column sprite).
- Sin forma definida.
Vídeo a 1.000 fps (frames por segundo) que muestra el momento en que se forman varios sprites rojos y halos sprite. Autor: desconocido.
Pese a su gran tamaño, y debido a su escaso brillo, en la superficie terrestre solo pueden registrarse los sprites rojos durante la noche, principalmente con cámaras de alta sensibilidad.
Sprites rojos con forma de zanahoria. Autor: desconocido.
Además de la peculiaridad en la génesis de estos fenómenos, los sprites son muy difíciles de estudiar ya que apenas suelen durar entre 3 y 10 milisegundos (aunque algunos han llegado a durar hasta 100 milisegundos). Su corta duración hace que los sprites sean imposibles de ver a simple vista –apenas se puede llegar a percibir el color rojo– o de filmar con cámaras normales).
Primera fotografía de un sprite rojo y una aurora boreal juntos tomada sobre Dakota del Sur (EEUU). Autor y copyright: Walter Lyons.
Mediante el uso de cámaras de alta resolución, capaces de fotografiar 10.000 fotogramas por segundo, se ha podido comprobar que los sprites están constituidos por grupos de pequeñas bolas de ionización de unos 10-100 metros de diámetro que pueden alcanzar los 80 kilómetros de altura y que se desplazan hacia abajo a una velocidad próxima al 10% de la velocidad de la luz.
Vídeo a 10.000 fps en el que pueden verse las esferas ionizadas que forman los sprites rojos bajando a gran velocidad. Autor: USAFA.
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Figuras:
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–Nemiroff, R. & Bonnell, J. (2013). “Red Sprite Lightning with Aurora”. NASA: Astronomy Picture of the Day (APOD). [link]
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–Colaboradores de Wikipedia (1994). «BigRed-Sprite.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre. [link]
–Colaboradores de Wikipedia (2008). «Upperatmoslight1.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre. [link]
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–2206411411 (2007). «Sprite streams». YouTube. [link]
–Eastview605 (2009). «Sprites and Sprite Halos imaged at 1000 fps». YouTube. [link]
–SDDC (2005). “Gigantic Jets Observed between a Thundercloud and the Ionosphere”. Home of ISUAL. [link]
Referencias:
–Barrington, C. (2000). «Sprite halos». Stanford University.
–Berry, K. (1994). «Spectacular Color Flashes Recorded Above Electrical Storms». NASA. [link]
–Boccippio, D.J., Williams, E.R., Heckman, S.J., Lyons, W.A., Baker, I.T. & Boldi, R. (1995). «Sprites, ELF Transients, and Positive Ground Strokes». Science, 269(5227): 1088–1091. [link]
–Colaboradores de Wikipedia (2013). «Sprite (lightning)». Wikipedia, la enciclopedia libre. [link]
–Grønne, J. (2012). «Første danske ‘red sprites’ fanget fra Silkeborg». Danish Meteorological Institute. [link]
–Lyons, W.A. & Schmidt, M.D. (2003). «P1.39 The Discovery of Red Sprites as an Opportunity For Informal Science Education». American Meteorological Society. [link]
–Martínez Troya, D. (2013). «Espectros rojos, chorros azules y duendes». La Pizarra de Física y Química. [link]
–Miyasato, R., Fukunishi, H., Takahashi, Y., Taylor, M.J. & Stenbaek-Nielsen, H.C. (2002). «Characteristics of Lightning-induced Sprite Halos and Their Generation Mechanisms». Academic Society Home Village.
–Ohkubo, A., Fukunishi, H., Takahashi, Y. & Adachi, T. (2005). «VLF/ELF sferic evidence for in-cloud discharge activity producing sprites». Department of Geophysics, Tohoku University, Sendai, Japan.
–Savage, D. & Berry, K. (1995). «Sprites Confirmed Over Storms Outside U.S. For First Time». NASA. [link]
–Sentman, D.D., Wescott, E.M., Osborne, D.L., Hampton, D.L. & Heavner, M.J. (1995). «Preliminary results from the Sprites94 aircraft campaign: 1. Red Sprites». Geophys. Res. Lett., 22(10): 1205–1208. [link]
–Siegfried, A. (2002). «New thinking needed on atmospheric physics, study suggests». University of Houston. [link]
–Stenbaek-Nielsen, H.C., McHarg, M.G., Kanmae, T. & Sentman, D.D. (2007). «Observed emission rates in sprite streamer heads». Geophys. Res. Lett., 34(11): L11105. [link]