ONTWIKKELING BLAUWE STRAAL GEFILMD VANAF DE AARDE

Een blauwe straal, het tientallen kilometers omhoog schietende kegelvormig lichtschijnsel dat soms boven hoge onweerswolken wordt waargenomen, is vrijwel zeker een elektrisch verschijnsel. Amerikaanse onderzoekers konden dit afleiden uit de eerste video-opname die van zo'n blauwe straal is gemaakt (Nature, 14 maart).

Blauwe stralen treden op boven de toppen van hoge onweerswolken, hoger dan 10 tot 15 kilometer, en zijn daarom alleen waarneembaar vanaf grote afstand als het hele gebied op het onweercomplex na wolkenvrij is. Zo'n situatie deed zich voor op 15 september 2001, voor waarnemers van het Arecibo-observatorium op Puerto Rico. Met een videocamera met beeldversterker filmden ze een onweerscomplex dat op een afstand van ongeveer tweehonderd kilometer voorbijtrok. Voorafgaand aan een zware bliksemontlading tussen de wolk en de aarde werd toen een blauwe straal gefilmd die driekwart seconde duurde.

De serie van 24 opnamen laat gedetailleerd de ontwikkeling van de blauwe straal zien. Aan de top van de onweerswolk verschijnen eerst uit vrijwel hetzelfde punt twee `lichtschichten', die aanvankelijk met een snelheid van 50 km per seconde omhoog schieten. Hun snelheid neemt in twee stappen toe. Eerst tot 270 km per seconde op 32 kilometer hoogte. Dan tot meer dan 2000 km per seconde op 37 km hoogte. De schichten schieten dan door tot hoogten van 70 kilometer, waarbij tevens fijnvertakte, boom- of kegelvormige lichtschijnselen optreden die de blauwe straal zijn naam geven.

Opmerkelijk is dat de twee lichtschichten aanvankelijk omhoog bewegen met snelheden die gelijk zijn aan die van de zogeheten `voorontlading' bij een gewone bliksem: het geleidende kanaal dat de hoofdontlading tussen een onweerswolk en de aarde mogelijk maakt. Terwijl een gewone bliksem zich een weg baant door een `kanaal' van enkele centimeters dikte, vindt de ontlading van een blauwe straal in een veel groter gebied plaats. Dit komt doordat het geleidingsvermogen van de lucht zo dicht bij de ionosfeer veel groter is dan boven de grond.

De eindhoogte van 70 kilometer is veel groter dan tot nu toe werd aangenomen. Hij komt precies overeen met de hoogte waarop het potentiaalverschil tussen de ionosfeer en onweerswolken het grootst is. Dit bevestigt dat een blauwe straal een elektrische verbinding is. Aangezien het verschijnsel werd waargenomen boven een relatief klein onweerscomplex, zou dit kunnen betekenen dat blauwe stralen veel voorkomen en een belangrijke component vormen van de mondiale atmosferische stroomkring tussen de ionosfeer en de aarde.