Aircraft and spacecraft observations of high-energy radiation associated with lightning leaders

Abstract

Denne avhandlingen undersøker røntgen og gammastråling assosiert med lyn ledere, observert av instrumenter på fly og fra verdensrommet. Avhandlingen består av tre forskningsartikler, publisert i Journal of Geophysical Research: Atmospheres. I den første delen blir data av lyn initiert av fly, fra tre fly kampanjer brukt sammen med tre forskjellige modeller. Fra analyse av de initierte lynene blir begrensninger på såkalte recoil leaders bestemt.

Ved å bruke data fra flere forskjellige instrumenter i verdensrommet, kombinert med radio atmospherics målt fra bakken, og optisk data fra Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM) finner vi at Terrestrial Gamma-ray Flashes (TGFs) blir produsert i starten av lynet. En økning av radio atmospherics er også observert noen hundre millisekund etter TGFene. Høy energi og optisk data fra ASIM ble også brukt til å identifisere en gruppe med TGFer som var assosiert med optiske signaler. Fra en analyse av disse hendelsene bestemmes sekvensen av TGF og optisk lys. Det ble også funnet at TGFer med lengre varighet har lengre tid mellom starten av TGFene og det optiske lyset.

This thesis investigates high-energy radiation associated with lightning leaders, observed by aircraft and space-borne instruments. The thesis consists of three papers published in the Journal of Geophysical Research: Atmospheres. In the first part, data of aircraft-triggered lightning from three flight campaigns were used together with three different models. From an analysis of the events, constraints to the properties of so-called recoil leaders were determined.

Using data from several different space-borne instruments combined with ground-detected radio atmospherics and optical data from the Atmosphere-Space Interactions Monitor (ASIM) it is determined that Terrestrial Gamma-ray flashes (TGFs) are produced at the beginning of the lightning flash. An increase in detected radio atmospherics is also observed a few hundred milliseconds after the TGFs. High-energy and optical data from ASIM was used to identify a sample of TGFs found to be associated with observed optical pulses. From an analysis of these events, the sequence of TGF-optical light was determined. A tendency for long-duration TGFs to have longer delays between onset of TGF and optical light was also determined.