Spis treści:

Ruchy konwekcyjne i pionowy wiatr, czyli jak powstaje burza

Burza powstaje przez zderzenie dwóch mas powietrza – z jednej strony ciepłego i wilgotnego, a z drugiej zimnego i suchego.

Duży udział w tym procesie ma pionowy ruch zwany konwekcją. Zjawisko to polega na unoszeniu się do góry ciepłego i wilgotnego powietrza, gdzie następnie zostaje ono schłodzone. W wyniku tego procesu skrapla się para wodna i wydzielona zostaje duża ilość energii.

Schłodzone powietrze opada, zapoczątkowując następny cykl. Intensywne procesy konwekcyjne prowadzą do powstania chmury kłębiasto-deszczowej zwanej Cumulonimbus. Może mieć ona wysokość nawet kilkunastu kilometrów. To właśnie w niej zachodzą zjawiska prowadzące do wyładowań atmosferycznych.

Pionowy wiatr i bardzo silne ruchy powietrza sprawiają, że cząsteczki wody oraz lodu intensywnie się przemieszczają i trą o siebie. Wywołuje to elektryzowanie się cząstek. Gdy ładunków jest już wystarczająco dużo, następuje ich rozładowanie w postaci pioruna. Jak dokładniej zachodzi ten proces?

Przeczytaj również: Jedna osa morska może zabić nawet 60 osób. Gdzie można ją spotkać?

Rozdzielenie ładunków i mini pioruny – podstawa do zrozumienia tego, jak powstaje wyładowanie

Świat wokół nas zbudowany jest z atomów. Składają się one z jądra o ładunku dodatnim i krążących wokół niego elektronów o ładunku ujemnym. Atom jako całość jest elektrycznie obojętny.

W wyniku potarcia dwóch przedmiotów dochodzi do rozdzielenia ładunków. To znaczy, że elektrony jednego ciała są odrywane i przeskakują na drugie ciało. W ten sposób zostaje zaburzona równowaga elektrostatyczna. Na jednym ciele jest więcej ładunków dodatnich, a na drugim — ujemnych. Dochodzi więc do różnicy potencjałów.

Jak wiadomo, plus i minus się przyciągają. Na skutek tego ujemne elektrony przeskakują do dodatnio naładowanych ciał, wyrównując w ten sposób potencjał. Powstają wtedy mini pioruny, które są nam znane jako trzaski i iskrzenie przy pocieraniu dwóch różnych materiałów, zdejmowania swetra w zimie lub czesania włosów.

Analogiczna sytuacja, tylko na większą skalę, zachodzi między chmurami lub chmurą a ziemią.

Jak powstaje piorun?

W wyniku silnych pionowych wiatrów działających w chmurze burzowej cząsteczki wody oraz lodu przemieszczają się i trą o siebie. Gdy kropelki wody stykają się z kryształkami lodu, przyjmują od nich elektrony i zamieniają się w krupę. Krupa jest cięższa od lodu, dlatego opada na spód chmury. Lżejsze i dodatnio naładowane cząsteczki lodu wędrują do góry. Sprawia to, że wyższe partie chmur są naładowane dodatnio, a niższe — ujemnie.

Ziemia pod chmurą ma potencjał dodatni, co sprawia, że elektrony zgromadzone na spodzie chmury przemieszczają się w jej kierunku. W ten sposób powstaje wyładowanie.

Przeczytaj również: Bhutan. Czy to najszczęśliwszy kraj na świecie?

Co to jest piorun?

Piorun to wyładowanie elektryczne zachodzące między chmurą a ziemią lub między dwoma chmurami. Efektem dźwiękowym wyładowania atmosferycznego jest grzmot, a świetlnym — błyskawica.

Przez piorun może przechodzić prąd o napięciu nawet 100 mln woltów i natężeniu 150 tys. amperów. Temperatura w jego wnętrzu wynosi ok. 30 tys.  st. Celsjusza.

54312164_m
Piorun zawsze szuka najprostszej drogi do ziemi /123RF/PICSEL


Czy wyładowanie może przeskoczyć pomiędzy dwoma ciałami? Co je przyciąga?

Piorun, uderzając w ziemię, nie szuka drogi najkrótszej, ale najłatwiejszej. Wybiera więc tę o najmniejszym oporze.

Na początku będzie nią powietrze. Nie jest ono dobrym przewodnikiem prądu. Dlatego bliżej ziemi ładunki będą się kierowały do miejsc o lepszym przewodnictwie, np.:

  • wystających elementów;
  • samotnych drzew;
  • wysokich wież;
  • metalowych konstrukcji.

Dobrym przewodnikiem jest również woda. Z tego powodu pioruny często uderzają w jeziora, rzeki i morza.

Nawet ciało człowieka ułatwia przepływ prądu. Dlatego tak ważne jest, aby w trakcie burzy unikać miejsc, gdzie możesz stać się najwyższym punktem w przestrzeni. Gdy nie ma możliwości ucieczki, przyjmij jak najniższą postawę, złącz nogi razem i pozbądź się metalowych przedmiotów, które doskonale przewodzą prąd (np. parasol).

Gdy człowiek stoi na nieizolowanym podłożu (np. na mokrej ziemi) w pobliżu uderzenia pioruna, może zostać porażony. Odpowiada za to prąd rozchodzący się wokół miejsca, w które trafił grom. Z tego powodu nie powinno chować się pod drzewami, przebywać w wodzie ani trzymać za rękę drugiej osoby.

Wyładowanie ma tak ogromną siłę, że może spalić podłączone do kontaktu urządzenia. Dzieje się to przy uderzeniu pioruna w przewody.

Burza to zjawisko o niezwykłej mocy. Pomimo związanych z nią niesamowitych efektów, może być też piekielnie niebezpieczna. Stosuj się więc koniecznie do zasad bezpieczeństwa!


Rozwiąż nasze quizy:

QUIZ ortograficzny. Czy wiesz, jak zapisać te rzadko używane wyrazy?

Bardzo trudny QUIZ z wiedzy ogólnej. Nieliczni zdobywają 100 proc.

QUIZ: Byłeś uczniem w PRL? Z łatwością odpowiesz na te pytania, choć przy 9. może być różnie