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經濟日報 曹松清
夜空中除了流星與閃電，竟還藏著神祕的「紅色精靈」！國立中央大學太空科學與工程學系學生、同時也是中央大學天文社社長的王瞳，今年5月至9月間，在校內男十三舍頂樓架設攝影設備，三度成功捕捉罕見的高空放電現象「紅色精靈」（red sprites）。經專家學者確認，影像中更出現形似天使翅膀的特殊結構，為高空大氣研究留下珍貴觀測紀錄。
紅色精靈又稱「太空閃電」，屬於高空短暫發光事件（Transient Luminous Events，TLEs），通常發生在雷暴上方約50至90公里的大氣層，持續時間僅數至數十毫秒，肉眼極難察覺。
其紅色光芒主要來自氮分子受到激發後產生的輻射，外觀可能呈現柱狀、蘿蔔狀或成群分布。由於發生時間短暫、位置難以預測，加上容易受到雲層與光害影響，觀測及拍攝難度相當高。
王瞳首次成功捕捉紅色精靈是在5月27日晚間。當時桃園天空並無雷雨，他卻將相機對準西北西方，利用木星及雙子座亮星校準拍攝方位，持續追蹤中國東南沿海的雷暴活動。
經過長時間錄影及後製影像分析，他終於在畫面中發現一道向下延伸、宛如觸手般的紅色閃光，確認成功記錄到紅色精靈。
「確認真的拍到時，我興奮得在宿舍跳起來，頭還撞到床板！」王瞳回憶，觀測過程其實相當孤獨，不僅需要獨自在宿舍頂樓吹風守候，還必須隨時注意雲層是否遮蔽視野，才能掌握稍縱即逝的拍攝機會。
有了首次成功經驗，王瞳持續精進觀測技巧，並於9月13日及22日再度拍下紅色精靈。經比對分析，三次事件分別與福州、溫州外海及汕頭北方的雷暴系統有關，距離中央大學校園達數百公里。
王瞳分享，拍攝紅色精靈的基本原理，其實與一般手機錄影沒有太大差異，真正的關鍵在於掌握雷暴活動的位置、相機拍攝方位與仰角，以及耐心等待適合的天候條件。
他認為，即使沒有昂貴的專業設備，只要具備基本觀測知識，搭配適當器材及天候資訊，一般民眾也有機會記錄這類罕見的高空奇景。他也期盼透過自己的觀測經驗，讓更多人認識太空科學與天文觀測的樂趣。
中央大學太空系教授劉正彥指出，王瞳拍攝的影像可見連續出現的蘿蔔狀紅色精靈，宛如「在雲上跳舞」，呈現高空放電現象的特殊形態。
其中，上層擴散的紅色發光區域，顯示雷暴引發的高空放電可能將電流傳遞至電離層底部，為理解雷暴與電離層之間的全球電路提供重要觀測證據。
長期研究高空短暫發光現象的太空系教授郭政靈表示，三次拍攝所呈現的紅色精靈形態各不相同，有助於研究人員進一步探討紅色精靈的觸發高度，以及中層大氣電子密度之間的關係。
尤其第三次影像中，出現向下延伸、形似倒V字或魚尾的特殊分支結構，稱為「天使精靈」（angel sprite）。這類形態過去較常在歐洲、日本等較高緯度地區觀測到，此次能從臺灣成功拍攝，十分難得，其形成機制仍有待進一步研究。
中央大學表示，王瞳三度成功捕捉紅色精靈，不僅展現學生自主觀測、資料分析及科學探索的能力，也證明即使身處光害明顯的大學校園，只要掌握天候條件與遠方雷暴資訊，仍有機會記錄珍貴的高空大氣現象。
未來，校方將朝固定觀測設備、精確時間同步及跨測站聯合觀測等方向發展，並結合鹿林天文台等觀測資料，進一步解析紅色精靈的發生位置與空間結構，為高空大氣及雷暴放電研究累積更多科學證據。
