Red sprites en andere TLE's
De familie, waarom op 80 km, waar je kijkt en wanneer het een sprite-avond is.
Red sprites en andere TLE's
Hoog boven grote onweersbuien flitsen rode sprites, ringen en blauwe stralen. Bekijk de hele familie, reken uit waarom sprites juist op 50 tot 90 km ontstaan, zoek uit waar je aan de hemel moet kijken, en check of het vanavond een sprite-avond is.
De eerste sprite werd in 1989 per ongeluk gefilmd, bij de test van een gevoelige camera. Piloten zagen ze al veel eerder, maar werden lang niet geloofd.
Waarom zijn sprites rood en jets blauw?
- Waarom? Het licht komt van stikstof, het meeste gas in de lucht. Een losgerukt elektron stoot een stikstofmolecuul aan; dat molecuul geeft de energie terug als een flitsje licht.
- Waarom? Stikstof kan twee soorten licht geven: rood licht, maar dat duurt (voor een molecuul) lang, en blauw licht, dat bijna meteen komt.
- Waarom? Hoog, in de dunne lucht, botst een aangestoten molecuul zelden: het heeft alle tijd om rood licht te geven. Lager, in dikke lucht, botst het eerst tegen een ander molecuul en raakt het de energie kwijt voordat het rood kan geven. Alleen het snelle blauw blijft over.
- Waarom? Daarom: sprites boven rood, hun onderste draden blauwig, en jets vlak boven de bui blauw.
Vereenvoudigd: het veld van de lading die de bliksem weghaalde (met zijn spiegelbeeld in de grond), en een doorslagveld dat met de luchtdichtheid afneemt. In het echt verdwijnt het veld binnen milliseconden doordat de lucht hogerop een beetje geleidt.
Waarom ontstaan sprites zo hoog, en niet vlak boven de bui?
- Waarom? Lucht laat normaal geen stroom door. Pas als het elektrische veld sterk genoeg is, rukt het elektronen los, die weer andere losrukken: de lucht slaat door, en geeft licht.
-
Waarom?
Hoe sterk het veld moet zijn, hangt af van hoe dicht de lucht is. In dikke lucht botst een elektron al na een heel klein stukje: het krijgt geen vaart. In dunne lucht kan het lang versnellen voordat het botst.
Basis: Luchtdruk is het gewicht van de lucht boven je
Boven elke plek staat een kolom lucht tot de ruimte; het gewicht daarvan is de luchtdruk. Warme lucht is lichter: de deeltjes bewegen sneller en staan verder uit elkaar. Een warme kolom weegt dus minder en geeft onderin een lagere luchtdruk.
- Waarom? De lucht wordt naar boven toe steeds dunner: elke 5 km ongeveer de helft minder, en het doorslagveld dus ook. Op 80 km is het nog maar een honderdduizendste van dat aan de grond.
- Waarom? Het veld van de bui wordt naar boven ook zwakker, maar veel langzamer. Ergens hoog kruisen de twee lijnen: daar is het veld net sterk genoeg. Daar ontstaat de sprite.
- Waarom? Boven zo'n 90 km is de lucht juist zo geleidend (de ionosfeer) dat het veld wordt weggewerkt. Daarom zitten sprites tussen ongeveer 50 en 90 km.
Waarom geeft juist een positieve bliksem een sprite?
- Waarom? Een onweersbui is van boven positief geladen en in het midden negatief. Gewone bliksem naar de grond haalt een beetje negatieve lading uit het midden.
- Waarom? In een groot buiencomplex ligt er bovenin een enorm, plat aambeeld vol positieve lading, uitgestrekt over tientallen kilometers.
- Waarom? Een positieve bliksem uit dat aambeeld kan, met een lange nastroom, in één keer heel veel lading van grote hoogte weghalen. Lading maal hoogte heet het ladingsmoment.
- Waarom? Hoe groter het ladingsmoment, hoe sterker het veld dat erboven overblijft. Bij gewone bliksem (tientallen C·km) is dat te zwak; vanaf zo'n 500 tot 1000 C·km is het genoeg voor een sprite.
Waarom moet de bui zo ver weg zijn om sprites te zien?
- Waarom? Sprites staan boven de bui, op 50 tot 90 km. Sta je dichtbij, dan zit het aambeeld van de bui tussen jou en de lucht erboven: je kijkt tegen de wolk aan.
- Waarom? Hoe verder weg, hoe lager de bui boven je horizon staat, en hoe beter je over de bui heen kijkt. Tip: de aarde is rond, dus op 400 km staat de top van de bui zelf al bijna onder de horizon, terwijl de sprites nog ruim erboven staan.
- Waarom? Maar licht moet door de lucht. Hoe verder, hoe meer nevel en stof ertussen zit, en hoe zwakker het al zwakke rode licht wordt.
- Waarom? Daarom zit het mooiste ergens tussen zo'n 150 en 500 km: ver genoeg om over de bui te kijken, dichtbij genoeg om nog iets te zien.
Is het vanavond een sprite-avond? Vink aan wat klopt.
- Statief en scherpstellen met de hand op oneindig (op een ster of een verre lamp).
- Lens zo licht mogelijk: f/1,4 tot f/2,8, zo'n 24 tot 50 mm.
- ISO hoog, zo'n 1600 tot 6400: probeer wat je camera aankan zonder te veel ruis.
- Sluiter kort maar continu: foto na foto (een fractie van een seconde tot een paar seconden), of filmen. Een sprite duurt milliseconden: de camera moet al open staan.
- Richt één à twee vuisten boven de bui, waar het het meest flitst.
- Ogen: geef ze 20 minuten in het donker, en kijk niet op een fel scherm. Felle sprites zie je soms met het blote oog als een rode flits.
Er is geen vast recept: elke fotograaf gebruikt andere instellingen. Uit de Benelux worden sprites vooral gezien boven grote buien boven Frankrijk, Duitsland en de Noordzee.
Waarom helpt een lange sluitertijd niet om een sprite feller te maken?
- Waarom? Een camera telt het licht dat binnenkomt zolang de sluiter open staat.
- Waarom? Een sprite geeft licht gedurende een paar milliseconden. Staat de sluiter een tiende seconde of tien seconden open, hij vangt in beide gevallen hetzelfde beetje sprite-licht.
- Waarom? Maar de lucht zelf (stadslicht, sterren, maan) geeft de hele tijd licht. Hoe langer open, hoe lichter de achtergrond, en hoe minder de sprite opvalt.
- Waarom? Daarom: zo veel mogelijk licht per moment (lage f-waarde, hoge ISO), en de sluiter kort maar vaak openen, of filmen. Wel moet hij open staan precies als de sprite komt: dus continu doorschieten.