Et skjult lysglimт over skoven
Amerikanske forskere har for første gang dokumenteret, hvordan træer udsender korte ultraviolette lysglimt under et tordenvejr. Med en gammel bus fyldt med måleudstyr tilbagelagde de tusindvis af kilometer i jagten på storme for endelig at filme fænomenet i naturen.
Forskere fra Pennsylvania State University havde i årevis mistankt om, at træer reagerer på den enorme elektriske spænding i luften under tordenvejr. I laboratoriet observerede de et svagt blåt skær omkring unge træer, når disse blev udsat for stærke elektriske felter. Men ude i skoven forblev fænomenet usynligt.
Det ændrede sig, da holdet besluttede bogstaveligt talt at tage på vejene. De ombyggede en gammel Toyota Sienna til et kørende stormlaboratorium. På taget monterede de en lille vejrstation, lasere og et følsomt ultraviolet kamera – udstyr der kan registrere lys, det menneskelige øje aldrig opfanger.
Med denne improviserede forskningsbuss kørte de langs kraftige tordenskyer fra North Carolina til Pennsylvania. Mens tordenen rullede og almindelige lynstråler oplyste himlen, rettede forskerne ikke kameraet mod skyerne – men mod trækronerne langs vejen.
På optagelserne dukkede lynhurtige, lilla og blå lysflimmer op, der syntes at springe fra blad til blad som en slags elektrisk dans.
Forskerne beskriver det som en corona-udladning: små ultraviolette afladninger ved spidserne af blade og grene, forårsaget af de ekstremt høje elektriske felter under et tordenvejr.
Hvordan tordenvejr får Jorden til at fungere som et gigantisk batteri
For at forstå fænomenet kiggede videnskabsmændene på det større billede – det såkaldte globale elektriske kredsløb. Vores planet er konstant elektrisk opladt, selv når solen skinner fra en skyfri himmel.
- Jorden fungerer som den negative pol i et batteri.
- Ionosfæren, et ladet lag i den øvre atmosfære, er den positive pol.
- Mellem de to er der en spændingsforskel på omkring 250.000 volt.
- Tordenvejr og lyn opretholder denne spændingsforskel.
Tordenskyer som levende højspændingskabler
Tordenskyer opfører sig som gigantiske kondensatorer. Gennem friktion mellem iskrystaller, vanddråber og luftstrømme opbygges elektrisk ladning. Nogle lynnedslag rammer jorden, mens andre skyder fra skyernes toppe op mod ionosfæren.
Imens kryber spændingen også gennem alt, hvad der leder strøm: bygninger, lynafledere – og træer. Regn og fugt gør træstammer ekstra ledende, så ladning relativt let kan bevæge sig opad gennem rødder og stamme.
Når spændingen i omgivelserne bliver høj nok, begynder luften omkring skarpe kanter og spidser at "lække". Trækronens øverste blade fungerer da som små antenner, der sender ladning ud i luften. Det er netop denne proces, der skaber det ultraviolette lysglimт, som nu for første gang er filmet uden for laboratoriet.
Derfor har ingen set lysglimtene før
Lysshowet i trætoppene er spektakulært – men fuldstændig usynligt for det blotte øje. Der er to afgørende årsager til det.
- Glimtene varer ekstremt kort: fra mikrosekunder til millisekunder.
- Lyset befinder sig i den ultraviolette del af spektret, som vores øjne ikke kan registrere.
På det specialiserede kamera så forskerne små, kraftige lyspunkter, der tilsyneladende sprang tilfældigt rundt i trækronerne. Hvert glimt udsender anslået milliarder af fotoner, men på grund af hastigheden og bølgelængden opdager vi det aldrig uden det rette udstyr.
Det forklarer, hvorfor naturforskere og stormjægere aldrig tidligere har rapporteret om dette skær – på trods af årtiers lynstudier og højhastighedskameraer. Det meste udstyr er nemlig indstillet på synligt lys og ikke på ultraviolet stråling.
Hvad lysshowet betyder for træerne
Corona-udladningerne i trætoppene er ikke blot et smukt naturfænomen. De afslører også, at træer oplever betydelig elektrisk stress under kraftige regnbyger.
Ved hver miniafladning dannes ladede partikler og reaktive molekyler, som kan påvirke både luften og trævævet.
Forskerne forventer, at gentagne udladninger på sigt kan forårsage skader på de øverste grene. Det kan eksempelvis vise sig som:
- Små brandmærker på blade og knopper
- Forstyrrelser i bladenes kemiske processer
- Øget sårbarhed over for svampe og andre angreb
Derudover kan udladningerne ændre kemien i den omgivende luft. I trækronernes umiddelbare nærhed dannes reaktive kvælstof- og ilstofforbindelser, som kan påvirke ozon, fine partikler og den lokale luftkvalitet – selv om det præcise omfang endnu er svært at måle.
Mere tordenvejr på grund af klimaforandringer – mere lys i skoven
Klimamodeller forudsiger, at kraftige tordenvejr vil forekomme hyppigere i mange regioner, herunder dele af USA og Europa, efterhånden som Jorden opvarmes. Varm, fugtig luft er simpelthen den perfekte brændstof til dannelse af tordenvejr.
Hvis det scenarie udspiller sig, bliver betingelserne for corona-udladninger i trætoppene endnu mere gunstige. Fugtigere træer leder bedre, og kraftigere storme opbygger mere ladning. Forskerne forventer derfor, at det hemmelige lysshow i skovene vil forekomme hyppigere fremover – selv om det fortsat forbliver usynligt for skovvandrere uden specialiseret udstyr.
Undersøgelsen blev offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Geophysical Research Letters, hvor mange studier om vejr, klima og geofysik publiceres. Resultaterne giver modelbyggere nye redskaber til bedre at forstå, hvordan tordenvejr, vegetation og det globale elektriske kredsløb påvirker hinanden.
Hvad betyder det for vandrere og lynssikkerhed?
For mennesker ændrer de velkendte sikkerhedsregler ved tordenvejr sig ikke. De ultraviolette glimt udgør ikke nogen ekstra fare i sig selv – de er snarere et signal om en situation, der allerede er risikabel. Standardrådene er stadig gældende:
- Undgå høje, isolerede træer i åbent terræn.
- Hold dig væk fra skovkanter og fritliggende master.
- Søg ly i en bil eller bygning – ikke under et træ.
- Læg metalgenstande og cykler fra dig og hold afstand.
De nye indsigter giver dog et skarpere billede af, hvad der egentlig sker, hvis du befinder dig i skoven under et tordenvejr. Træet ved siden af dig fungerer da som en del af et elektrisk netværk, der strækker sig fra rødderne i jorden helt op til ionosfæren snesevis af kilometer oppe.
Hvad er en corona-udladning egentlig?
Corona-udladninger forekommer ikke kun i skove. Fænomenet er velkendt fra højspændingslinjer, flyvingerne og skibsmaster. Når elektriske felter omkring skarpe spidser bliver tilstrækkeligt kraftige, ioniseres den omgivende luft delvist. Det giver et svagt, ofte lilla eller blåt skær samt en blød knitren.
Tidligere på havet blev dette kaldt Sankt Elmsild: et mystisk lysglimт omkring master under storme. Det, forskerne nu observerer i trætoppene, minder stærkt om det gamle sømandsfænomen – men befinder sig i det ultraviolette område og er kun synligt med moderne kameraer.
For fremtidige studier ligger der stadig meget arbejde forude. Blandt andet er spørgsmålet om, hvor meget energi der præcist strømmer ind i det globale elektriske kredsløb via trætoppene, endnu ubesvaret. Det er heller ikke afklaret, om bestemte træarter – med specifikke bladformer eller højder – er mere modtagelige for dette usynlige lysshow end andre.
