红色精灵

红色精灵红色精灵最早是在1886年被发现，但一直没有明确的资料证明与雷暴和闪电的关系。直到1989年7月6日时任明尼苏达综合大学的物理学教授John R.利用一台低光度摄影机记录了一道跳跃的火焰。在回放时他和他的两名研究生Robert Franz 和 Robert Nemzek惊讶的发现在图像中有两个巨型的闪光出现在北明尼苏达的天空上。之后他们很快的证明了红色精灵是在雷云之上的一种特殊的闪电，也揭开了红色精灵近一个世纪的神秘面纱。藉由美国太空总署的研究飞机的协助，第一个彩色“红色精灵”的照片是由阿拉斯加大学Sentman教授所领导的红色精灵研究团队（sprites research team）于1994年所摄得。

“红色精灵”是所发现数种由闪电所引发的中高空发光现象之一，其可能的成因简示如下：一般闪电是源自带着负电荷的云层底部，并向下落至地表。偶尔，闪电是源自云层顶端积蓄的大量正电荷，因此闪电发生后，电离层（ionosphere）和云层顶有着很强大的电场，因此吸引着电子向上移动。在移动的过程中会和气体分子碰撞，如果产生的电场足够强而且周围的空气足够稀薄，在和空气分子撞击之前，电子可以获得相当高的能量，当电子撞击空气分子，会把它们撞到激发状态，让分子发出辉光，产生红色精灵这种高空短暂发光现象。理论上，这种现象发生于40至90公里的高空中。最亮的红色精灵人类的肉眼就可以看见，但长久以来并不为人们所知，追究其原因在于它是发生在极端明亮的云对地闪电之后，因此上述的现象并不会特别引起科学家们的注意。红色精灵发光的时间通常持续不到三十分之一秒，亮度通常也不很明亮，出现的机会相当低，因此，科学家必须使用高感光度的摄影机，持续对雷雨云的上空录像，才能纪录到这种高空短暂发光现象。

由于红色精灵发生在雷雨云的上空，观测时都会选择在二百至八百公里以外的雷雨云作为观测对象，而且为了避免大气的干扰，观测地点均设置在高山上，且天气必需非常晴朗，如此即可远观云层顶上的大气放电现象，观测的困难度相当高。

国际上已经有超过20个组织和团体在世界不同的地方研究红色精灵这一现象，除著名的NASA和明尼苏达大学外位于美国科罗拉多州的Sky-Fire公司在大气物理研究和对红色精灵的研究也卓有成就，Sky-Fire公司对红色精灵和蓝色喷流有着大量和细致的研究，并且也有专门的人员负责调查和收集世界各地关于红色精灵和蓝色喷流方面的资料。

国外的合作团队主要有美国加州大学柏克莱分校太空科学实验室（Univ.of California, Berkeley；Space Science Laboratory）S.Mende教授所领导的“UCB团队”；日本东北大学(Tohoku University）H.Fukunishi教授所率领的“TU团队”。

在中国台湾省也有一支由成功大学物理系和其它学术团体组成的红色精灵研究团队，在高空大气闪电的研究方面也有很大的成就。

红色精灵研究团队是在太空计画室主任李罗权教授的督导之下，由计划总主持人成功大学物理系陈志隆教授（负责酬载发展部分）率领的“成大团队”负责科学筹载的发展、测试与系统整合，并建立资料中心与科学探索团队。“成大团队”的成员包括有成大物理系陈志隆（负责酬载发展部分），许瑞荣（负责科学探索部分），苏汉宗（负责数据中心部分），蔡锦俊（负责酬载测试部分）等四位教授，以及远东技术学院助教授张名辉。尚有由中央大学倪简白教授与叶永烜教授所组成的“中大团队”，以及由陈至信博士与张胜聪博士所组成的“精密仪器中心团队”协同执行整个计划。

中国国有关红色精灵研究的背景知识与整个计划的执行情形都会在网络上展示。将来也会定期地继续充实网页的内容。对中国的可预期效益为：

1、提升我国太空物理研究的世界地位。

2、建立我国太空光学量测仪器与科学酬载的设计、组装、测试及系统整合能力。

3、科学酬载的技术可衍生作为民生所用，也可促进科学研究的进步。

1994年entman和Wescott第一次记录到“蓝色喷流”这种怪异的现象，他们是飞机在高空中飞越强烈的风暴之上，为捕捉红色精灵期间利用高灵敏度的照相机意外拍摄到的。由这些照片可以得知这种闪电以秒速120公里自云层顶端向上喷出，目前研究学者们正致力于找出可完整的解释其成因的理论。

2002年成功大学团队于7月22日在台湾鹅銮鼻观测时发先了6 例巨大的蓝色喷流，其发生高度从16 公里的云层直到九十公里云顶，这种特殊的自然现象，全世界的科学家到目 前为止只记录到六例。

2001年5月1日在中国的福建靠近广东的方向由台湾成功大学物理系副教授苏宗汗及软件工程师章展诰在台湾气阿里山气象观测站用高感度的黑白CCD摄影机拍摄得十多个红色精灵的影像，这也是我国目前唯一成功拍摄到的红色精灵的影象。

拍摄的照片(4)2015年12月，欧洲南方天文台（ESO）的摄影师拍摄到了“红色精灵”的图片，“红色精灵”出现在距离帕瑞纳天文台约600公里以外的雷雨云上空。