Noget usynligt sker over skovens trækroner under et tordenvejr
Mens et tordenvejr raser, udspiller der sig noget over skovens trækroner, som det menneskelige øje slet ikke er i stand til at opfange. Et amerikansk forskerhold har nu endelig formået at dokumentere dette usynlige fænomen.
Et amerikansk forskerteam har i årevis haft en fornemmelse af, at tordenvejr forvandler skoven til et gigantisk lysshow, som forbliver usynligt for os. For at bevise det ombyggede de en gammel Toyota til et mobilt laboratorium og gav sig i kast med at jage tordenvejr. Til sidst registrerede de et fænomen, man hidtil kun havde teoretiseret om.
Pennsylvania State University bag opdagelsen
En gruppe forskere fra Pennsylvania State University har i mange år studeret, hvordan elektriske felter påvirker planter. I deres hypoteser dukkede motivet om en mystisk glød over skoven under tordenvejr op igen og igen — men hårde beviser fra virkeligheden manglede. Forskerne var overbeviste om, at den høje spænding mellem skyer og jord kunne gøre trækroner til lyskilder, men ingen havde nogensinde fanget det på kamera.
Under kontrollerede laboratorieforhold havde forskerne tidligere observeret, at unge træer tilsluttet passende generatorer begyndte at udsende en svag, blegt blå glød i det ultraviolette spektrum. Det er et resultat af meget høj spænding og ionisering af luften omkring bladene. Problemet er, at en sådan stråling er usynlig for det menneskelige øje. Under et naturligt tordenvejr udsender trækroner korte ultraviolette glimt, der bogstaveligt talt “underlysner” skoven — men i et bånd, mennesker ikke er i stand til at opfatte.
Et lysforhæng over træerne som ingen kan se
For at kunne dokumentere denne skjulte verden måtte forskerne anvende specialiserede kameraer, der registrerer ultraviolet stråling, ekstremt følsomme lysdetektorer og bærbart meteorologisk udstyr. Det hele endte på taget af en gammel Toyota Sienna, som blev basen under jagten på tordenvejr ad ruter fra North Carolina til Pennsylvania.
Forskerne måtte følge tordenvarslerne, køre om natten mod atmosfæriske fronter og lede efter steder, hvor høje træer voksede tæt på vejen. Når et tordenvejr befandt sig tæt nok på, stoppede de køretøjet og startede optagelserne. På skærmene begyndte netop det at dukke op, som de havde håbet på.
Små, hurtige glimt, der for hen over bladene, dannede kaskader af lys — som miniatyre lyn, der løb hen over overfladen af en trækrone. Uden udstyr til at registrere ultraviolet stråling ville det menneskelige øje kun se en mørk silhuet af træer mod en himmel oplyst af almindelige lyn. Det skovlandskab, der for et menneske fremstår som en sort væg, bliver for et UV-kamera til en hypnotiserende, blinkende flade af lyse punkter.
Hvad der præcist sker med træerne under et tordenvejr
Når et tordenvejr nærmer sig, kigger de fleste af os op og holder øje med de skarpe lysglimt, der skærer gennem himlen. Men den høje luftfugtighed, de stærke elektriske felter og den høje spænding mellem skyer og jord får træerne til at opføre sig som enorme, levende ledere.
Tordenskrierne fungerer som et gigantisk batteri. Ladet til meget høj spænding sender de et elektrisk felt ned mod jorden. En vandmættet stamme leder denne ladning opad. Spændingen “klatrer” langsomt op ad træet, indtil den når bladenes fine strukturer.
Når spændingen når trækronerne, opstår der små udladninger ved bladenes kanter — den såkaldte lyskorona, en serie af ultrakort glimt i det ultraviolette spektrum, der springer fra blad til blad. For UV-kameraer ser skoven i et sådant øjeblik ud som et pulserende, flimrende lag af blålig glød, der svæver over trækronernes overflade.
Hvert enkelt glimt varer en brøkdel af et sekund og sender milliarder af fotoner ud i mørket. Vores øjne kan ikke blot ikke opfange en så hurtig impuls — de er slet ikke følsomme over for denne bølgelængde. Under ét enkelt tordenvejr kan trækronen på en høj eg eller fyr udsende tusindvis af sådanne mikroskopiske udladninger, uden at nogen, der står under træet, registrerer noget som helst.
Udstyr nødvendigt til jagten på tordeneirens fænomener
Holdet fra Pennsylvania måtte improvisere og ombygge et almindeligt køretøj til et mobilt observatorium. Den gamle Toyota Sienna blev udstyret med følgende komponenter:
- en mast med en miniaturemet meteorologisk station, der målte vindretning og -styrke, luftfugtighed og intensiteten af elektriske felter
- lasere til præcis justering af fokus og afstand til trækronerne
- et kamera til registrering af ultraviolet stråling og meget hurtige lysglimt
- strømforsyning og et dataoptagelsessystem modstandsdygtigt over for vibrationer og temperaturudsving
- meteorologisk radar til overvågning af tordenbygers udvikling
- GPS-navigation til præcis registrering af hvert målings placering
Selve udkørslen var langt fra logistisk enkel. Forskerne tilbragte timer med at vente på de rette forhold og vendte til tider hjem med uforrettet sag, fordi tordenvejret havde skiftet retning eller hurtigt aftaget. Succesen kom først efter en række forsøg, hvor det lykkedes dem at dokumentere snesevis af episoder med ultraviolette udladninger over trækronerne på både løv- og nåletræer.
Jordens globale elektriske kredsløb og skovenes rolle
Det er værd at sætte denne lysende storm i trækronerne ind i en større sammenhæng. Jorden er nemlig omgivet af en slags gigantisk elektrisk kredsløb. Forneden har vi planetens overflade, højere oppe ionosfæren — et elektrisk ladet atmosfærelag, der begynder flere titusinde kilometer over vores hoveder.
Træer er en del af dette system. Deres højde, fugtige væv og vidt forgrenede kroner betyder, at de aktivt deltager i overførslen af ladninger mellem jord og atmosfære. En sideeffekt er netop lyskorona i det ultraviolette bånd. Forskerne fra Pennsylvania State University dokumenterer dermed indirekte, at en skov ikke blot er en passiv modtager af tordenenergi.
Langvarig udsættelse for sådanne impulser kan også svække vævet i træernes øverste dele. Forskerne mener, at en del af de skader, der observeres på de højeste grene — og som sommetider alene tilskrives kraftige vindstød — kan hænge sammen med tilbagevendende koronaudladninger. I klimaprognoser dukker endnu en sammenhæng op: i takt med stigende temperaturer øges hyppigheden af kraftige tordenvejr, hvilket betyder, at skove i mange dele af verden vil blive udsat for intense elektriske felter oftere.
Hvorfor ser vi det ikke, og kan man overhovedet se det med det blotte øje
Det menneskelige øje reagerer primært på synligt lys — fra rødt til violet. Lyskorona over træerne opstår i det ultraviolette spektrum, altså ved bølgelængder kortere end dem, vi umiddelbart kan registrere. Hvert glimt varer desuden ekstremt kort og har lille energi omregnet til den enkelte lysstråle.
For at komme tættere på denne oplevelse i praksis ville du have brug for specialteknologi. Forestil dig briller integreret med et UV-kamera og en omformer, der oversætter ultraviolet stråling til synlige farver. Videnskabeligt er det muligt, selvom sådant udstyr stadig tilhører forskningsværktøjer og ikke forbrugerelektronik.
Et lignende fænomen kan man til tider observere i mindre målestok. En kraftig udladning ved skarpe metalhjørner eller højspændingsledninger er også en kilde til lyskorona — ved lange eksponeringer kan man se en svag glød omkring lederne. Skoven under et tordenvejr oplever noget lignende, men i enorm, spredt skala.
Hvad det betyder for naturen og for mennesker
Forskningen offentliggjort i tidsskriftet Geophysical Research Letters er ikke blot en kuriositet om træers “mystiske glødning.” Den viser, at tordenvejr påvirker økosystemet på en langt mere subtil måde end et enkelt lynnedslag i én stamme.
Mange processer i atmosfæren — fra dannelse af ozon til aerosoldannelse — afhænger af, hvilke reaktioner der foregår i det tynde luftlag lige over skovens overflade. En serie af mikroudladninger kan ændre den lokale kemi og dermed indirekte påvirke luftkvaliteten eller den måde, planter udveksler gasser med omgivelserne på. Forskerne fra Pennsylvania åbner dermed et nyt kapitel i forståelsen af forholdet mellem atmosfæren og vegetationen.
Fra et menneskeligt perspektiv rejser det også spørgsmål om infrastruktur. Høje konstruktioner — master, elledninger, vindmøller — kan opleve lignende koronafænomener. En bedre forståelse af, hvad der sker over trækronerne, hjælper med at designe installationer, der er udsat for ekstreme elektriske felter. Det er ikke udelukket, at erkendelserne fra tordenvejrsjagten også vil finde anvendelse i beskyttelsen af følsom elektronik eller i forudsigelsen af risici forbundet med klimaforandringer.
