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2025年7月初，當國際空間站運行到墨西哥和美國南部上空時，正在其中執行任務的宇航員尼科爾·艾爾斯（Nichole Ayers），拍到了一張令人驚嘆的照片。 根據艾爾斯的描述，當時她看到在一片雷暴云團的上方，突然發生了異常的閃光，雖然這個過程只持續了很短的時間，但她還是及時按下了快門，將當時的場景拍攝了下來。
從艾爾斯拍到的照片可以看到，地球表面上方有一片厚厚的云層，在云層中間，一團強烈的藍白色閃電正在爆發，這表明那里正在發生猛烈的雷暴，而真正令人驚嘆的是，在云層之上，有一個細長的結構直沖高空，其頂部呈現出復雜的分支結構。 這個結構發出了一種紅色的光芒，其規模很大，估計從頂端到底部的高度可達50公里左右，在黑暗的太空背景和下方地球輪廓的映襯下，就像是地球向太空伸出了一只巨大的紅色觸手。
這張照片被艾爾斯分享到網絡之后，很快就引發了人們的熱議，有人表示，這是地球憤怒了，它在以這樣的方式宣泄心中的怒火。當然了，這只是一種擬人化的想象而已，畢竟據我們所知，地球應該不存在自我意識，它并不會生氣。 那當時到底發生了什么呢？從自然形成的角度來講，這應該是一種被稱為“紅色精靈”（Red Sprite）的大氣瞬態發光現象。 這種現象發生在雷暴云層之上的中高層大氣中（通常距離地面30至90公里），其形成機制與位于它們下方的雷暴云密切相關。
簡單來講，雷暴云就像一塊巨大的天然電池，通過云中水滴和冰晶的復雜摩擦、碰撞過程，實現了電荷的分離——云的頂部通常會積累大量的正電荷，而云層的底部則以負電荷為主。 通常情況下，閃電是從云層底部的負電荷區劈向大地，這被稱為“負地閃”，而紅色精靈的誕生，則依賴于一種不常見的“正地閃”，這種閃電會將云層頂部積累的海量正電荷，在瞬息之間直接傾瀉到地面上，盡管其發生概率遠低于“負地閃”，但其能量卻要大得多。
“正地閃”會使雷暴云的頂部瞬間失去巨量的正電荷，這會造成其電性立刻發生反轉，變成了一個帶有大量負電荷的區域（負凈電荷）。 這一下就打破了高層大氣的電場平衡，要知道在雷暴云上方的中間層和電離層，大氣本身是帶有微弱正電的，現在云頂突然變成了一個巨大的負電極，而它上方的中間層大氣就成了正電極，在這種情況下，如果兩者之間的電勢差足夠強，空氣就會被擊穿，進而產生上行的閃電。 在這個過程中，高速運動的電子流會猛烈撞擊大氣中的氮氣分子（氮氣是大氣層最主要的氣體，含量約為78%），這些撞擊給氮氣分子注入了能量，使它們從穩定的低能量狀態躍遷到了高能量的激發態。
但激發態是不穩定的，被激發的氮氣分子會迅速地釋放掉多余的能量，重新回到穩定狀態，而它們釋放能量的方式，就是發出特定波長的光子，由于這種光子落在光譜中的紅色波段，因此就產生了紅色精靈這種大氣瞬態發光現象。 也就是說，此次拍到的這種“巨大的紅色觸手”，應該就是中高層大氣中的氮氣分子在這場向上放電過程中，被集體“點亮”形成的。當然了，這只能說是一種合理的推測，實際情況是否真是這樣，還需要進一步的探索。 |
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