Sprites (descargas luminosas)

¿Qué son los sprites?

Los sprites son descargas luminosas que se producen en la mesosfera terrestre, muy por encima de las tormentas convectivas que los originan. A diferencia de los rayos convencionales, que se propagan entre la nube y el suelo o entre nubes a altitudes de 1 a 15 km, los sprites tienen lugar entre los 40 y los 90 km de altitud, en una región de la atmósfera donde la densidad del aire es extremadamente baja. Se descubrieron oficialmente en 1989, aunque pilotos de aviación ya habían reportado destellos rojos sobre tormentas desde décadas antes.

¿Cómo se forman?

Los sprites se desencadenan tras una descarga eléctrica positiva nube-tierra (+CG) de gran intensidad, típicamente superior a 50 kA. Cuando un rayo positivo transfiere una carga enorme al suelo, se genera un campo eléctrico cuasistático transitorio en la mesosfera que supera el umbral de ruptura dieléctrica del aire a esa altitud. La baja densidad del aire permite que los electrones aceleren lo suficiente como para ionizar las moléculas de nitrógeno, produciendo la emisión rojiza característica. Todo el proceso dura entre 5 y 50 milisegundos. Los sprites adoptan formas diversas clasificadas como columnas, zanahorias, medusas y sprites danzantes, dependiendo de la morfología de la descarga inicial y de las condiciones del campo eléctrico.

¿Por qué son importantes?

Los sprites son una pieza clave para comprender el circuito eléctrico global de la atmósfera terrestre. Demuestran que las tormentas severas no solo afectan a la troposfera, sino que acoplan energía hasta la mesosfera e incluso la ionosfera inferior. Para la meteorología operativa, su detección indica la presencia de tormentas especialmente intensas con rayos positivos de gran corriente, lo cual correlaciona con tormentas productoras de granizo grande, vientos intensos y tornados. Además, tienen implicaciones para la química atmosférica de las capas altas, generando óxidos de nitrógeno en regiones donde normalmente no se producen.

Ejemplos prácticos

• Observación: los sprites pueden fotografiarse con cámaras de alta sensibilidad desde ubicaciones oscuras a más de 200 km de la tormenta, mirando hacia el horizonte. En España se han documentado sprites sobre tormentas mediterráneas y sobre la meseta castellana.
• Relación con tormentas severas: los sistemas convectivos de mesoescala (MCS) y las supercélulas con alta tasa de rayos positivos son los principales productores de sprites. Si un observatorio detecta muchos sprites, la tormenta subyacente es probablemente muy intensa.
• Otros TLE: además de los sprites, existen los elves (anillos luminosos en la ionosfera), los blue jets (chorros azules ascendentes desde la cima de la tormenta) y los gigantic jets (descargas que conectan la nube con la ionosfera). Todos son indicadores de actividad eléctrica extrema.