Et fænomen ingen nogensinde havde set med egne øjne
Under en nattlig stormjagt i USA stødte et forskerhold på noget over trætoppene, som ingen tidligere havde dokumenteret i det fri. Inde i en ombygget Toyota fulgte videnskabsfolk i dagevis tordenvejr fra sted til sted – og det, deres kameraer fangede, var intet mindre end forbløffende.
Midt i tordenslagene og lynflaserne registrerede udstyr et flimrende, lilla skær i skovkronerne: en skjult lysshow, der udspiller sig præcis i det øjeblik, luften lades elektrisk op.
Usynligt fyrværkeri over skoven
Når vi ser tordenvejr, kigger vi normalt mod himlen – på lynene, de mørke skyer og regnen. Men ifølge forskere fra Pennsylvania State University sker der noget ganske andet lige over vores hoveder. I skovens trækroner opstår der en svag, hurtigt pulserende glød, der får træerne til at lyse op i ultraviolet lys.
Vores øjne kan ikke se det, fordi lyset ligger uden for det synlige spektrum. Alligevel er der tale om et ægte, fysisk fænomen: kortvarige lysflimmer, der bevæger sig langs blade og grene. Forskerne beskriver det som en corona-udladning – en type elektrisk afledning, der opstår, når spændingerne stiger meget, men uden at danne en egentlig lynnedslag.
Træet fungerer som en antenne: det trækker elektrisk ladning opad, som derefter slipper ud fra kronen som en stille lysstorm.
I laboratoriet var der tidligere set et svagt blåt skær ved unge træer, der blev sat under spænding. Det gav en stærk antydning af, at træer ude i naturen også kan gløde under tordenvejr. Men det lykkedes aldrig at dokumentere det udendørs – indtil nu.
En gammel Toyota bliver til et mobilt tordenlaboratorium
For at kunne filme fænomenet i det fri ombyggede holdet en Toyota Sienna til et mobilt forskerkøretøj. Minibussen blev udstyret med:
- En egen vejrstation på taget til måling af elektrisk aktivitet
- Lasere til præcis registrering af afstande og positioner
- Et specialiseret ultraviolet kamera, der kan opfange lys, som er usynligt for mennesker
Med dette rullende laboratorium kørte forskerne fra storm til storm – fra North Carolina til Pennsylvania. De parkerede minibussen ved kanten af skovområder, rettede kameraet mod trætoppene og ventede på, at tordenvejret rullede henover.
På de direkte optagelser kunne de se små, hurtige lysudbrud, der tilsyneladende sprang fra blad til blad. Hver flash varede kun en brøkdel af et sekund. Ifølge målingerne udsender disse mini-udladninger hver gang milliarder af fotoner, men i en bølgelængde der er usynlig for mennesker.
Sådan fungerer jordens elektriske kredsløb
Observationerne passer ind i en større sammenhæng: vores planet er omgivet af et globalt elektrisk kredsløb. Det kredsløb drives af en spændingsforskel på cirka 250.000 volt mellem jordens overflade og ionosfæren – et lag af ladede partikler i cirka 50 til 80 kilometers højde.
1. Jorden som et gigantisk batteri
Ionosfæren opfører sig som batteriets pluspol, mens jordoverfladen udgør minuspolen. Den spændingsforskel skaber en konstant, men meget svag strøm mellem himmel og jord. Tordenbyger spiller en central rolle i dette system.
2. Lyn pumper energi opad
Ved kraftige tordenbyger skyder positive ladninger fra skyernes toppe op mod ionosfæren. Selv tilsyneladende harmløse, ladede skyer uden synlige lyn sender positive strømme opad og genoplader derved det øverste lag omkring Jorden.
3. Negativ ladning bevæger sig nedad
Når et lyn slår ned, overføres en enorm mængde negativ ladning fra skyen til jordoverfladen. Kombineret med de opstigende positive strømme opbygges spændingen i "jordbatteri"-systemet yderligere.
4. Roligt vejr afleder ladningen
På dage uden tordenvejr løber der en blød tilbagestrøm af positiv ladning via små ladede molekyler i luften ned mod jorden. Dermed holdes det globale elektriske kredsløb nogenlunde i balance.
Træer befinder sig bogstaveligt talt midt i det system. Under et tordenvejr opfører de sig som naturlige ledere: den elektriske ladning kryber op gennem den våde stamme og grenene, helt ud til bladene.
Derfor begynder trætoppene at gløde
Når ladningen i kronen stiger tilstrækkeligt, påvirkes den omgivende luft så kraftigt, at der opstår en corona-udladning. Luftmolekyler bliver kortvarigt elektrisk exciterede og falder straks tilbage til deres normale tilstand – og i den proces frigives en smule energi i form af ultraviolet lys.
Lysshowet er i virkeligheden et advarselssignal om, at den elektriske spænding omkring træet er steget til et farligt niveau.
For menneskelige øjne forbliver det usynligt, men følsomme kameraer opfanger det fint. Skoven får da en slags spøgelsesagtig glød, som om et ultraviolet slør hviler over kronerne. Flashene går desuden så hurtigt, at man sandsynligvis ikke ville bemærke noget selv med nattesyn.
Skader på træer og påvirkning af luften
De elektriske stød i kronerne er ikke et rent uskadeligt lysspektakel. Forskningen viser, at gentagne corona-udladninger over tid kan beskadige de øverste grene. Celler kan dø, og kviste kan tørre ud – særligt hos træer, der ofte befinder sig i centrum af tordenbyger.
Derudover påvirker udladningen luftsammensætningen omkring bladene. Ved corona-udladninger dannes der blandt andet reaktive kvælstofforbindelser og ozon. I stor skala kan det have betydning for den lokale luftkemi – for eksempel i og omkring store skove i tordentunge områder.
- Træskader: Angreb på kviste og bladvæv
- Luftkemi: Dannelse af reaktive gasser omkring kronen
- Økologi: Mulig påvirkning af vækst og sundhed i skovkanter
Klimaforandringer og hyppigere "lysende" skove
Klimamodeller viser, at kraftige tordenbyger i mange regioner kan blive hyppigere og mere intense. Varmere luft kan holde på mere fugt, hvilket øger sandsynligheden for kraftig konvektion og tordenvejr. Under sådanne forhold vil træer oftere fungere som elektriske antenner.
Det betyder, at den skjulte lysshow i skove sandsynligvis vil forekomme hyppigere. I områder med tætte skove og meget tordenvejr – som dele af USA, Sydamerika og Centralafrika – kan dette fænomen nærmest være daglig kost, uden at mennesker nogensinde ser det direkte.
Hvad det betyder for naturelskere og skovforvaltere
For vandrere og campister ændrer der sig ikke meget ved den gamle tommelfingerregel: hold dig væk fra høje, enkeltstående træer og åbne pletter i skoven under kraftigt tordenvejr. Disse steder tiltrækker mest ladning og har derfor også den største risiko for lynnedslag og kraftig corona-aktivitet.
Skovforvaltere kan i fremtiden muligvis bruge corona-udladninger som et nyttigt signal. Med det rette udstyr er det muligt at måle, hvilke skovpartier der oplever ekstrem elektrisk belastning under storme. Det kan hjælpe med at identificere sårbare træer eller undersøge, om visse træarter er mere udsatte for tordenskader end andre.
Ultraviolet lys, fotoner og hvad vi ser – og ikke ser
Ultraviolet lys består af elektromagnetisk stråling med kortere bølgelængder end synligt lilla lys. Mennesker ser det ikke, men mange dyr – som bier – har øjne, der netop er følsomme over for UV. Det er derfor ikke udelukket, at nogle dyrearter i århundreder har kunnet iagttage dette skjulte lysspil over skoven, mens vi mennesker har været fuldstændig uvidende om det.
Hver registreret flash i undersøgelsen bestod af milliarder af fotoner – bittesmå energipakker. For vores øjne er der stadig for få, og de følger for hurtigt efter hinanden, til at vi oplever dem som et egentligt lysflimmer. Først med ekstremt følsomme kameraer og lange eksponeringstider træder mønstrene frem og afslører, at tordenvejr gør meget mere end blot at sende lyn mod jorden.
