自然界有很多壮观的大气现象，
比如说极光、牵牛花云、红雨等。
今年2月底，
冰岛就出现了一款类似“龙”形极光，
是不是很特别？
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图片来源：livescience网站
也是在最近，
南非金伯利摄影师保罗·布罗迪
捕捉到了“红色精灵”这一壮观的大气现象。
“红色精灵”是什么样的？
上图~
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图片来源：美国广播公司网站
布罗迪是这样说的：“好像从云的顶端飘出巨大丝带，穿行数里进入天际。照片中的‘红色精灵’像极光一样壮观！不过用肉眼观察到的‘红色精灵’只有几毫秒而已。”
2016年，弗兰基·卢塞纳利用“红色精灵”出现前2秒拍摄的图片制作的动画效果。来源：huffingtonpost网站
据说，比人眨眼的时间快几十倍！
2017年10月，保罗·史密斯在美国俄克拉荷马州拍摄的“红色精灵”。图片来源：Caters News Agency
“这并不是我第一次捕捉到‘红色精灵’，但这次是亮度最强、最绚烂夺目的一次。”布罗迪这样说道。
“红色精灵”是什么？
1989年，已故实验物理学家约翰·温克勒在帮助测试一台新的低光摄像机时偶然发现了“红色精灵”。
“红色精灵”
“红色精灵”其实是在雷暴上空中高层大气中出现的一种空气介质击穿现象。在地球表面向上的大气空间中，随着高度增加，大气密度是大致按照指数规律迅速减小的，因此到了50到60公里的高度上气压很低，空气密度非常稀薄。在这种低气压环境下，强烈闪电产生的电场扰动容易导致空气介质的电击穿，其原理同我们平常所看到的电火花是类似的。
有些“红色精灵”在天际仿若巨大的“红色水母”，有的呈“皇冠”甚至“胡萝卜”的形状。
星空摄影爱好者戴建峰在青藏高原上记录到的一次“幽灵闪电”。戴建峰 供图
“极其罕见”≠“很少出现”
许多其他天气摄影爱好者看到这一“红色精灵”照片时，都觉得这次布罗迪拍摄的图片还挺罕见！
之前也有媒体报道称，一般人一生都没机会看到“红色精灵”。
那到底“红色精灵”是不是这么“极其罕见”呢？
相关研究估算表明，全球每天有数千次“红色精灵”产生。不过，“红色精灵”现象都出现在浓厚的雷暴云上空的中高层空间中，因为视线受到遮挡，地面上的观测者通常无法看到。
2016年，弗兰基·卢塞纳利用“红色精灵”出现前2秒拍摄的照片制作的动画效果。来源：huffingtonpost网站
“红色精灵”一般什么时候出现？
“红色精灵”是雷暴活跃季节大尺度的雷暴云通过强烈的闪电放电同中高层大气之间电磁耦合的一种表现形式。这种现象在秋冬季等雷暴较少的季节不常发生，但在雷暴条件合适的情况下还是可以观测到的，尤其是在纬度较低的地区。
“红色精灵”是红色的吗？
“红色精灵”出现在离地面约50到90千米左右的高度范围内，宽度一般约在5到10千米，但多个单体出现时也会达到数十千米。它的上半部是红色的，底部则渐渐转变为蓝色，是研究相对较多的一种中高层放电现象。
中国科学院大气物理研究所陆高鹏博士说：
“‘红色精灵’出现在较低高度上的部分略显蓝色，并从高到低呈现从红到蓝的颜色变化，实质上反映的是不同高度上的大气密度对产生红光的氮气分子激发态的抑制程度。”
“红色精灵”是“幽灵闪电”中最为常见的一种形态，此外还有“蓝色射流”“巨型喷流”和“光晕”等形式的“幽灵闪电”。但这些现象更为罕见或者更难记录到，因此相关报道和研究较少。
美国中西部平原地区一次中尺度对流系统上空观测到的“红色精灵”现象。陆高鹏 供图
为什么要研究“红色精灵”？
研究“红色精灵”等“幽灵闪电”有助于了解它们可能对大气产生的重要影响。实际上，“红色精灵”还可能通过改变大气中氮氧化物的含量对大气化学和全球气候产生重要影响。
对“红色精灵”的研究加深了对这种闪电近地空间电场效应的认识，也发现了一些新的有关地球闪电活动的问题——比如说海洋上的闪电产生近地空间效应的效率相当高，或者说海洋上的闪电强度更大是什么原因。
为什么要研究“红色精灵”？
通过研究“红色精灵”等“幽灵闪电”，可以更为科学地了解闪电对近地空间安全的各种影响，有利于未来对临近空间资源的开发，也可以更多地引起业余天文爱好者或者民间科学家对大气电学的研究兴趣，有助于提高民众的科学精神。
近期，中国科学院大气物理研究所、中国气象科学研究院和中国科学技术大学的学者将在华南地区开展综合观测，通过以中国气象科学研究院研究员吕伟涛为首席科学家的国家重点研发专项“雷暴云起放电过程和雷击效应研究”研究城市化发展对闪电发生和发展及其雷击效应和灾害的影响。这一项目为研究城市化发展水平较高的地区闪电活动对中高层大气空间的影响提供了很好的条件。
2014年，意大利维瓦罗，32岁的摄影师科洛舍茨有幸拍到了仅在夜色中停留几毫秒的“红色精灵”。图片来源：英国Solent News网站
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