更新时间：2024-09-20 21:43
红色精灵（红色 sprite），是一种发生于闪电放电活跃的雷暴云上空的中高层大气瞬态发光现象，属自然现象。
红色精灵从形态上可以分为水母形、胡萝卜形和束形。红色精灵通常由中尺度对流系统层状云降水区内的强地闪回击产生，是对流层和中间层之间的一种能量耦合过程，是该地区成熟雷暴中对流减弱的一个信号。每一次发生时的大小和形状迥异，有像柱状流星一样划过天空，也有像深海巨怪触手条条伸展。但无论是什么形状，都比普通闪电看起来更大，通常会在高空中跨越50到90公里。此外，红色精灵难以捕捉。在理想条件下，红色精灵产生的短暂光辐射很容易被低光度相机捕捉到，甚至能被人眼观察到；但大多数情况下，光线在传输过程中发生了衰减，红色精灵很容易藏在普通闪电的身后，或是湮灭在城市的灯光中，往往很难发现“红色精灵”闪电。因具有淡红色毛发状结构的头部和蓝色尾须而得名红色精灵。
红色精灵因为出现的位置不定，出现时间十分短暂，20世纪90年代就被人们关注到；2017年左右，出现红色精灵高清记录。2022年5月19日，中国两位“90后”摄影师在西藏自治区的喜马拉雅山脉拍摄到罕见的“红色精灵”闪电群。2023年8月13日，中国星空摄影师拍摄英仙座流星雨时意外拍到“红色精灵”闪电，在空中出现时间不到1/30秒。
闪电的发生一般伴随着空气的强对流活动，在空气的对流作用下，云团里的小水滴会从上、下两个方向往复运动、相互摩擦。在相互摩擦的过程中，小水滴丢失电子会形成正电荷，得到电荷则会形成负电荷，如此会使云层成为带电云。
红色精灵是发生在雷暴云上空的一种大尺度瞬态放电发光现象，它们通常出现在地面上空40～90 km 之间，是由地闪回击和随后可能存在的连续电流产生的。
正电荷通常集中在云团上部，负电荷在下部，由于空气存在一定的绝缘强度，所以云朵上、下层将会存在一定的电压。当上、下电荷积累得越来越多的时候，电位差达到临界击穿电压，空气的绝缘能力无法抑制住正负电荷的相互吸引，正负电荷相互剧烈碰撞并迅速中和，在此过程中，云层间的空气发生击穿，产生闪电，伴随着耀眼的光芒。其中，精灵闪电是在距离地面30到80千米的大气层中存在向上喷流现象，从云层之上出现并向外层空间延伸，维持时间通常不到1秒，颜色变化也多样，因此又被称为瞬态发光事件（Transient Luminous Events，TLEs）。大部分精灵闪电由强雷电引发，其发光区域呈现柱状、束状、环状、水母状等等，颜色一般为红色。
1730年，德国历史学家约翰·格奥尔格·埃斯特（Johann Georg Estor）就记载了雷暴雨以上的短暂发光现象。
1886年以前，人们就记录过“红色精灵”。虽然它非常大，但持续时间却比普通闪电短，以至于很长一段时间，都被认为是人类的幻觉。从1886 年开始，便有零星的飞行员目击者报告：在高空飞行中观察到了奇异的红色闪光。但从第一次世界大战到之后的几十年间，这类报告都被认为是飞行员的恐惧造成的幻觉。1925年，诺贝尔奖得主查尔斯·威尔逊早就提出，理论上高层大气可能会发生电击穿。
1989年7月6日，美国明尼苏达大学的科学家通过高灵敏度成像设备拍摄到了第一张“红色精灵”照片，是一张黑白照片。
1994 年，美国阿拉斯加大学的研究人员利用万米高空中的飞机，通过高速微光摄像机和图像增强器，首次在雷雨云上方获得了红色精灵的彩色图像。从图像上可以看到，这巨大的红色精灵主要分成三部分：最上方的光晕分布在88 到95 公里的高空中，中间部分的红色发光体分布在66 到74 公里，下方的卷须分布在40 到60 公里，而且这片闪光并不似肉眼可见的通体为红色，其上部是红色，向下转为紫色，最后却变成了蓝色。因其捉摸不定的特征，于1995年正式将这种中高层放电现象命名为红色精灵。
2016年，飓风“马修”路过过加勒比海时，人们也观测到了红色精灵。
2015年，宇航员在国际空间站发现红色精灵。
红色精灵从形态上可以分为水母形、胡萝卜形和束形。红色精灵根据发光位置以及形态的差异可以被分为几种不同的种类，其中以圆柱状和胡萝卜状最为常见。圆柱型红色精灵整体上呈圆柱体，其全体颜色差异并不明显，只在顶部与底部有些许卷须;而胡萝卜型红色精灵的中部有一个明显的发光中心，顶部有分叉且底部卷须显著。另外，Y型、焰火状等红色精灵也被发现，有时还会出现所谓的舞蹈状红色精灵。
红色精灵上半部是红色，底部则渐渐转变为蓝色，主要是红色。最明亮的区域位于65~75km高度范围，之上通常为微弱的红光或以扫帚状的结构伸展到约90km高度。明亮的红色区域之下，蓝色卷丝状的结构通常向下伸展至40km高度。红色精灵极少单独出现，通常两个、三个或多个成群出现。一些非常大的情况，看起来像有很多单个的红色精灵紧紧地挤成了一团。其他情况松散得多，水平范围可跨越50km或更大，在大气中占据超过10000立方千米的范围。
红色精灵宽度约在五到十公里内，可持续约十到一百毫秒，如同闪电般转瞬即逝。由于这些发光体的颜色是红色，且在空中出现的时间不到三十分之一秒。
根据观测发现，红色精灵的亮度可达几百兆瑞利，持续时间从几毫秒到几十毫秒。
研究表明，全球每天能产生上千个红色精灵。
普通闪电出现的持续时间在几百到几十毫秒之间，红色精灵的持续时间不会超过1毫秒。这也导致很难被捕捉，要采用超高速相机才能够清晰“看见”。
红色精灵可能通过释放大量辐射能量和改变大气中氮氧化物的含量，对大气层结构和组成产生影响。这对于人们理解大气环境和气候的变化非常重要。通过研究红色精灵，人们可以更好地了解它们如何与大气相互作用，从而更好地预测和解释气候变化等现象。
其次，红色精灵的研究可以加深人们对闪电对临近空间的安全影响的认识。了解红色精灵的形成机制和行为可以帮助人们更好地预测和防范雷击、电磁干扰等问题，为临近空间的活动提供保障和安全性。
此外，对红色精灵的研究还可以为未来临近空间资源开发提供帮助。临近空间被认为是未来资源开发和探索的重要领域，了解红色精灵的性质和特征可以为相关领域的科学家和工程师提供宝贵的信息和指导，助力他们抢占临近空间的战略高地。
根据光辐射的特征和其发生形态位置的不同，人们将已发现的中高层大气放电现象（闪电精灵）归为四类：
激发于大约70千米的高度，由电离层快速向下发展的红色精灵（红色 sprite）；
（2）由闪电激发的，发生于低电离层85～95 千米高度，水平扩展可以达到200～600 千米的淘气精灵（Emissio of Light and Very Low 频率 perturbatios due to Electromagnetic Pulse Sources, Elves）；
（3）速度相对较慢，约为100 km s-1，发展的最大高度约在40～50 千米，由雷暴云顶部向上发展的蓝色喷流（蓝色 jet）；
（4）由强烈的雷暴云顶部一直延伸到大约70～90 千米的高度，由云顶向电离层快速向上发展的巨大喷流（gigantic jet）。
红色精灵（Redsprite）是中高层大气瞬态发光事件（Transient Luminous Events, TLEs）是发生于雷暴云顶平流层以及中间层（50～95 km）的一种大尺度的瞬态发光事件，是由电离层快速向下发展而成。其中最早也是最容易观测到的中高层大气放电现象则是红色精灵。
此外，精灵有时候也会被误称为“高层大气闪电”，它们是一种缺乏对流层闪电高温的冷等离子体现象，类似于荧光灯管放电而不是闪电放电。闪电是持续时间很短但是电压很强的电流，而红色精灵通常很弱，持续时间不会超过几秒钟。
2006年2月22日，《地球物理研究快报》中，杜克大学的电气工程师坎默和同事们描述了精灵产生的具体过程。高速视频纪录体现，当红色精灵掀开时，粗柱和细带以高于闪电的速率向上或向下转达并且产生分支，起爆点通常位于海拔80或90公里的高中层。要从这些起爆点抵达平流层，最少要下降30公里。
有人则担心，这种雷雨云之上的高层大气放电现象，会威胁到航空器的飞行安全。对于这种担忧，人们很难给出准确的说法。这类自然现象尚处于科研阶段，仍需不断收集、整理相关数据和资料。还没有充分的证据，证明某次事故、故障是由它造成的。至于其对人类产生的其他影响，也仍需要进一步的科学研究论证。
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