Under kraftiga åskväder utspelar sig en ljusshow ovanför trädkronorna som ingen kan se med blotta ögat.
Länge misstänkt – nu finns äntligen bevis
Amerikanska forskare har för första gången dokumenterat ett märkligt, blåaktigt sken ovanför träd under en serie stormjakter. Det visar sig att detta ljus är en direkt reaktion på de enorma elektriska spänningarna i ett åskväder – ett dolt fenomen som vetenskapen sökt efter i många år.
Forskare vid Pennsylvania State University hade länge en känsla av att träd är betydligt mer aktiva under åskväder än vad vi tidigare trott. I laboratoriet observerade de ett svagt blått sken när små träd utsattes för hög elektrisk spänning. Men utan observationer ute i naturen förblev det enbart en teori.
Därför bestämde de sig för att ge sig ut i stormarna. En gammal Toyota Sienna byggdes om till ett rullande laboratorium, utrustat med:
- en väderstation för att följa åskvädrens utveckling
- lasrar för att noggrant mäta avstånd och höjder
- en ultraviolettkamera på taket för att fånga osynligt ljus
Med den bussen körde forskarna från storm till storm, från North Carolina till Pennsylvania, ibland mitt i natten och i störtregn. Målet var enkelt: att göra det osynliga synligt.
Ett dolt ljusskimmer ovanför trädtopparna
Det de dokumenterade överträffade alla förväntningar. På skärmarna dök korta, intensiva ljusutbrott upp som verkade hoppa från blad till blad. För det mänskliga ögat är de helt osynliga – de befinner sig i det ultravioletta spektrumet och varar i bråkdelar av en sekund.
Under ett åskväder förvandlas trädkronorna till ett slags tyst, spöklikt ljuskors som bara specialkameror kan uppfatta.
Varje miniblixt innehåller miljarder fotoner men varar bara en bråkdel av en sekund. Sammantaget liknar det ett pulserande sken som ger skogen ett blåaktigt, eteriskt glöd.
Vad händer egentligen inne i trädet?
Under ett åskväder fungerar molnen som ett gigantiskt batteri. Den elektriska laddningen byggs upp mellan molnen och marken tills blixten plötsligt utlöser spänningen. Träden spelar en aktiv roll i detta utan att vi märker det.
Så här ser processen ut i stora drag:
- Luften ovanför en skog laddas kraftigt av åskmoln.
- Spänningen mellan moln och mark ökar, som om ett gigantiskt batteri laddas upp.
- Elektrisk laddning rör sig långsamt uppåt genom de fuktiga trädstammarna.
- I trädtopparna är spänningen som störst – där "läcker" en del av laddningen ut.
- Den läckande delen visar sig som små, ultravioletta ljusglimt: ett så kallat korona-fenomen.
Korona är ett välkänt fenomen inom teknik och elektroteknik, exempelvis runt högspänningsledningar. Men att träd i en skogsmassa i stor skala kan bilda ett sådant ljussken under åskväder har aldrig tidigare dokumenterats utanför ett laboratorium.
Jorden som ett gigantiskt elektriskt batteri
Den nya forskningen passar in i ett större sammanhang: jorden omges av en global elektrisk krets. Den kretsen drivs av en spänningsskillnad på ungefär 250 000 volt mellan jonosfären – ett laddat skikt högt upp i atmosfären – och jordens yta.
| Komponent | Roll i kretsen |
|---|---|
| Jonosfären | Fungerar som pluspol i det planetära "batteriet" |
| Jorden | Fungerar som minuspol och absorberar negativ laddning |
| Åskmoln | Pumpar laddning fram och tillbaka mellan jord och jonosfär |
| Godväderszoner | Låter spänningen gradvis rinna av |
Blixtar skickar negativa elektroner mot marken och positiv laddning uppåt. Däremellan, under perioderna utan blixt, flödar små strömmar via laddade partiklar och vattendroppar nedåt. Koronaskinnet i träd är en synlig – eller rättare sagt mätbar – mellanstation i den globala kretsen.
Fyra steg i den globala elektriska kretsen
Forskare beskriver ofta processen i fyra delar:
- Spänningsuppbyggnad: Jonosfären fungerar som pluspol och jorden som minuspol – skillnaden dem emellan skapar ett konstant elektriskt tryck.
- Laddningsfas under åskväder: Blixtar och laddade molntoppar skickar positiv laddning uppåt och förstärker jonosfären.
- Negativ laddning för marken: Jordens yta blir alltmer negativt laddad av den enorma ström elektroner som skjuter nedåt via blixtar.
- Urladdningsfas vid lugnt väder: Vid klart väder flödar positiva strömmar långsamt tillbaka nedåt, vilket minskar spänningsskillnaden.
Koronaglimtarna i trädkronorna tillhör den sista kategorin – de är en del av den tysta, kontinuerliga ström som håller den planetomspännande kretsen i balans.
Osynlig skada på träden
Ljusshowet ser fascinerande ut på mätutrustning, men för träden är det hela mindre ofarligt. De elektriska urladdningarna i trädkronorna är förenade med starka spänningsskillnader på kort avstånd, vilket kan skada celler och försvaga de översta grenarna.
Dessutom förändrar koronaskinnet luftens sammansättning runt bladen. Den höga energin skapar nya, reaktiva molekyler som ozon och kväveföreningar. I små mängder kan det lokalt påverka kemin i skogens mikroklimat.
Det dolda ljusskimret är inte bara ett visuellt fenomen – det kan på sikt skada trädens hälsa.
Forskarna tror att skogar med många höga, exponerade träd är mest sårbara. Det gäller bergsslutninar, öppna skogsbryn och ensliga träd på kulltoppar. Där är den elektriska belastningen under ett kraftigt åskväder som störst.
Mer åska till följd av klimatförändringar
Klimatmodeller förutspår en ökning av kraftiga åskväder i många regioner. Varmare luft kan hålla mer fukt, vilket ger häftigare regn och starkare konvektion. Det innebär inte bara fler blixtar utan även oftare extrema elektriska fält ovanför markytan.
För skogar kan det få flera konsekvenser:
- mer frekvent koronasken och därmed mer elektrisk stress för trädkronorna
- en möjlig ökning av blixtinslag och bransskador
- förändringar i den lokala luftkemin runt kronor och blad
Hur stor den exakta effekten blir är ännu okänt. Forskarna förespråkar långsiktiga mätningar i olika typer av skogar, från tropisk regnskog till barrskogar i tempererade klimat.
Vad fyndet betyder för vetenskap och naturvård
Resultaten, publicerade i fackbladet Geophysical Research Letters, ger fysiker ett nytt sätt att studera den globala elektriska kretsen. Träd visar sig inte bara vara passiva offer för blixten – de är aktiva länkar i laddningsöverföringen mellan jord och atmosfär.
För skogsförvaltare och ekologer öppnar detta en ny forskningsinriktning. Om vissa trädarter är känsligare för elektriska skador kan det på lång sikt förändra skogarnas sammansättning. Högt växande, snabbväxande arter kan ta relativt mer skada än lägre, mer skyddade arter.
Forskningen visar också att ultraviolettkameror och mobila mätstationer blir allt viktigare inom meteorologin. Där ögonvittnen bara uppfattar åska och blixt avslöjar känsliga sensorer en mycket rikare bild av vad som händer ovanför våra huvuden.
Förklarande begrepp: korona, jonosfär och fotoner
För den som vill sätta de tekniska termerna i sitt sammanhang hjälper en kort förklaring:
- Korona: Ett svagt, ofta blåaktigt sken runt en ledare som befinner sig under hög spänning. Känt från högspänningsledningar och nu alltså även från trädkronor under åskväder.
- Jonosfären: Ett skikt i atmosfären från ungefär 50 till 80 kilometers höjd, rikt på laddade partiklar. Fungerar som ett ledande skal runt jorden.
- Fotoner: De "paket" som ljus består av. Även ultraviolett strålning består av fotoner, fast det mänskliga ögat inte kan registrera dem.
Den som själv vill bevittna åska har för tillfället ingen möjlighet att se koronaskinnet ovanför träden med egna ögon. Det krävs specialkalibrerade ultraviolettkameror som registrerar ljus som våra ögon är blinda för. Men tanken på att det under ett åskväder flimrar ett mystiskt blått sken ovanför en mörk, brusande skog ger nästa åska en helt ny laddning.
