Jeżeli jesteś miłośnikiem wspaniałego oraz zniewalającego, ale również nieuchwytnego zjawiska, jakim jest wyładowanie atmosferyczne, to Twoje szukanie informacji na ten temat w Internecie się właśnie skończyło.

Ulewne deszcze, gwałtowne szkwały, zapierające dech w piersiach błyskawice, "opady" zwierząt, jak również złowrogie grzmoty - z tymi ciekawymi zjawiskami przyrody mamy do czynienia w czasie burz. Tworzą się one w momencie, gdy w czasie niecałej godziny wstępujący prąd wilgotnego, ciepłego powietrza zamienia małe chmury kłębiaste (cumulusy) w gęste, ogromne chmury burzowe (cumulonimbusy) mające wysokość niejednokrotnie 10-16 kilometrów, szerokość do 8 kilometrów. Z ogromnymi prądami wstępującymi sąsiadują zstępujące prądy chłodnego powietrza, które wspólnie tworzą w chmurze szczególnie mocne zawirowania. Gwałtownie wzrastające powietrze porywa ku górze ogromne kropelki wody, kryształy lodu oraz grad. Ich zderzenia produkują ogromne ładunki elektryczne, które stanowią paliwo błyskawic.

Nie wiemy, nie rozumiemy dokładnie tego procesu, ale wiemy natomiast, że dodatnie ładunki elektryczne kumulują się w górnej części chmury, natomiast ujemne - w dolnej oraz środkowej części. Skutkiem tych zjawisk jest bliska milionów woltów różnica potencjałów pomiędzy konkretnymi poziomami w chmurze i pomiędzy chmurą a ujemnie naładowaną Ziemią.

Piorun - jest to wyładowanie elektryczne w atmosferze ziemskiej dochodzące we wnętrzu chmury burzowej, pomiędzy chmurami albo pomiędzy chmurą a powierzchnią ziemi. Bardzo często występują oraz najlepiej znane są zaliczane do wyładowań liniowych w formie rozgałęzionej iskry o długości od kilku nawet do kilkudziesięciu km. Wyładowanie jest zauważalne w formie błyskawicy spowodowanej wypromieniowaniem energii przez wzbudzone w czasie wyładowania atomy, której towarzyszy przedłużony huk-grzmot, który powstaje przy rozprężaniu rozgrzanych mas powietrza niedaleko kanału wyładowania. Piorun liniowy, który sięga naszej planety może być groźny dla mieszkańców oraz pomieszczeń, a także maszyn naziemnych. Jako schronienie przed uderzeniem pioruna wykorzystuje się piorunochrony.

Niekiedy są: pioruny kuliste (jaskrawo świecąca kula zjonizowanego gazu o średnicy rzędu kilkudziesięciu cm) pioruny paciorkowate, zw. także łańcuchowymi (łańcuszek składa się z oddzielnych punktów świetlnych), których mechanizm nie jest jednoznacznie znany.

Opracowane przy pomocy Encyklopedii PWN

Tajemnicę błyskawic wyjaśnił amerykański polityk oraz uczony Benjamin Franklin (1706-1390), który pokazał, że jest to wyładowanie elektryczne. W lipcu 1752 roku puścił w kierunku chmury burzowej skonstruowany z jedwabnych chusteczek latawiec. Na końcu jego linki jego umocował metalowy klucz, a gdy zbliżał do niego dłoń, pomiędzy nią a kluczem przeskakiwała iskra elektryczna. W roku 1909 szwedzki uczony Engelstad utracił życie w momencie, gdy próbował wykonać po raz kolejny doświadczenie Franklina.

Kiedy z ogromnym hukiem błyskawica dociera do ziemi, stapia wszystko, co tylko spotka na swojej drodze. Temperatura w tym miejscu wówczas uzyskuje około 30.000 stopni Celsjusza. Pytanie czy człowiek jest w stanie opanować taką moc?

Wyładowanie w czasie burzy wyzwala moc bliską mocy... bomby atomowej. Podobieństwo niszczycielskiej siły z bombą tkwi w dużym impecie energii wyzwolonej w niewielkim czasie (ułamki sekund). Gdyby tę energię rozciągnąć w czasie, nie starczyłoby tej siły na zasilenie żarówki niewielkiej mocy nawet przez miesiąc.

Gdy ciepłe powietrze w środku chmury burzowej zrasta, maleje wtedy jego temperatura. Unoszona przez nie para wodna zamarza w kryształy lodu. Na skutek grawitacji lód upada, zderzając się po drodze z kroplami wody z obłoku. Tak samo jak pocierany wełną bursztyn elektryzuje się, tak samo kryształy lodu uzyskują ładunek elektryczny. Jako najcięższe gromadzą się w dolnej części chmury, produkując uzyskującą setki milionów woltów różnicę potencjałów między chmurą a gruntem. Gdy różnica potencjałów, czyli napięcie, uzyska dostatecznie ogromną wartość, powietrze będące poniżej obłoku - pracujące do tej pory jako izolator - zaczyna przewodzić prąd elektryczny i dokonuje się wyładowanie. Jest ono "błyskawiczne" - trwa zaledwie tysięczne części sekundy.

Ale jak to jest możliwe, że powietrze prądu elektrycznego nie przewodzi, a nagle jest drogą dla pędzących ładunków elektrycznych? Powietrze jest mieszanką wielu gazów. Największą część jego stanowi azotu, drugim pierwiastkiem wchodzącym w skład powietrza jest tlen (około 20%). Cząsteczki każdego z tych gazów skonstruowane są z dwóch atomów. Natomiast we wnętrzu każdego atomu jest dodatnio naładowane jądro. W około niego, utrzymywane na niewidocznych smyczach, poruszają się elektrony. Tyle, ile w środku jądra jest cząsteczek dodatnich - protonów, tyle samo naokoło niego krąży ujemnych elektronów. Dopóki ten układ jest stabilny, dopóki powietrze jeszcze prądu nie przewodzi.

Natomiast kiedy niedaleko powstanie ogromna różnica potencjałów - np. naładowana elektrycznie chmura lub nawet elektrody łuku węglowego, porządek zacznie się łamać. W zgodzie z prawami fizyki, w polu elektrycznym ujemne elektrony zaczną się przesuwać się w kierunku źródła ładunków dodatnich, natomiast dodatnio naładowane jądra wolą np. ziemię, elektrodę albo część chmury naładowaną ujemnie. Zwolnienie z uścisków macierzystych atomów elektrony lecą więc w stronę w którą chcą. Jeśli po drodze biegający elektron zderzy się z drugim atomem, może z niego także wybić następne elektrony, niczym rozpędzona kula na bilardowym stole.

Swobodne elektrony właśnie są nośnikami prądu elektrycznego błyskawic. Patrząc na burzę na zdjęciach w powolnym tempie prof. Schonland z uniwersytetu w Kapsztadzie spostrzegł, iż wyładowanie ma początek jako tzw. zstępujący przewodnik - prawie niewidoczna błyskawica, która schodzi zygzakiem w kierunku gruntu. W momencie gdy znajdzie się około 50 metrów nad ziemią, drugi, o wiele jaśniejszy "przewodnik" wyrasta z gruntu, biegnąc na spotkanie swojemu towarzyszowi. W momencie gdy się połączą, utworzy się pomost przewodzący prąd oraz powietrze rozdziera błysk pioruna przelatującego z prędkością 100 000 km/h. Natężenie płynącego prądu jest w stanie uzyskać dziesiątki tysięcy amperów. Błyskawica może również przebiec w środku chmury, a nawet między przeróżnymi chmurami. Wyładowanie nie dociera wówczas do naszej planety oraz jest zdefiniowane jako płaska błyskawica.

W każdym momencie nad naszym światem szaleje 1800 burz, pomiędzy którymi są związki sprawiające że jeżeli jedna burza ucicha to narodzi się kolejna w odległości 1500 km.

Co minutę razi nasza planetę 6000 gromów, natomiast każdego dnia co sekundę w ziemię uderzy nawet do 100 piorunów. Każdy z nich może być spowodowany różnicą potencjałów wynoszącą 100 mln V.

W Polsce średnio burza trwa 2,5 godziny. W kilometr kwadratowy gruntu w ciągu roku trafia około 2 pioruny na rok. Kanał błyskawicy, o szerokości ołówka, zostaje rozgrzany do temperatury 30.000°C podczas niespełna tysiącznej części sekundy. Ogromne rozprężające się powietrze w tym kanale produkuje falę uderzeniową, huczny odgłos grzmotu.

W ciągu roku w powierzchnię ziemi uderza ponad miliard piorunów. W ciągu dnia na całym świecie zostaje przez nie zabitych ponad 20 osób, natomiast 80 porażonych. W naszym klimacie jest na ogół 14 do 36 dni burzowych w ciągu roku, uzależnione jest to od regionu. Jeśli błyskawica uderza w mokry przedmiot - na przykład w drzewo albo ścianę - wtedy od razu nastąpi wrzenie wilgoci co spowoduje tak ogromne rozszerzanie się pary, iż mamy wrażenie, że przedmioty te wybuchną, jak gdyby uderzył w nie ogromny pocisk albo piorun.

Błyskawice uderzą w obszary, które maja małe opory elektryczne, bardzo często w wysokie budynki, wzgórza i przede wszystkim drzewa. Dlatego nie wolno chronić się przed burzą pod wysokim, wolno rosnącym drzewem. Drzewo niestety nie jest tak dobrym przewodnikiem elektryczności, jak ciało ludzkie, zatem gdy błyskawica uderzy w nie, jest w stanie porazić chroniącego się pod nim człowieka.

Na poważne niebezpieczeństwa narażeni są także ludzie, którzy pracują albo uprawiają sporty pod gołym niebem. Mając w dłoniach metalowy przedmiot, strzelbę, grabie, kij golfowy, czy parasol powodują wzrost prawdopodobieństwa uderzenia przez błyskawicę. Jest ona w stanie dokonać strasznych oparzeń, bardzo uszkodzić ludzkie organy, jak również zatrzymać akcję serca. Udowodniona na szczęście, ze od uderzenia piorunu ginie co czwarta osoba.

Teraz napiszemy kilka rad, co należy robić by uchronić się przed piorunem:

- trzeba zostać w domu, nie wychodzić z niego chyba, że jest to naprawdę konieczne,

- trzymać się z daleka od umywalek, wentylatorów, piecy, kominków, otwartych okien, drzwi, jak również innych maszyn elektrycznych podłączonych do prądu,

- nie wolno używać telefonu,

-nie należy używać przedmiotów takich na przykład jak wędki, kije golfowe,

- nie przenosić łatwopalnych materiałów w otwartych pojemnikach,

- nie wolno być w wodzie jak również w małych łódkach,

-trzeba zostać w samochodzie gdy jesteśmy się w podróży (samochody są jednym z bezpiecznych miejsc do schowania się),

-trzeba szukać schronienia w kanionie, jaskini, budynku,

-jeżeli nie ma gdzieś w pobliżu schronienia trzeba unikać wysokich budynków w okolicy,

-w momencie gdy poczujesz ładunki elektryczne w powietrzu, zaobserwować można to na swoich włosach, stają wówczas dęba, kucnij na ziemię, gdyż błyskawica może w ciebie uderzyć.

-znajdź obniżenie terenu (wąwóz, dolina). Trzymaj się z daleka od obiektów metalowych, takich jak np. siatki, słupy, pozbądź się metalowych przedmiotów, jakie przy sobie masz. Jeżeli chodzi o osoby które są w większej grupie powinny się rozproszyć

-w żadnym przypadku nie kładź się na ziemi

- schowaj się w samochodzie. W przypadku uderzenia pioruna prąd spłynie po karoserii, nie penetrując wnętrza

Najbezpieczniejszym rozwiązaniem w czasie burzy jest zostanie w domu(jakimś budynku) albo w samochodzie(lub innym pojeździe). W momencie gdy błyskawica uderzy w samochód, prądy bezpiecznie spłynie wokół będącego w nim człowieka przez metal karoserii, by spłynąć do ziemi przez wilgotne opony. W roku 1979 piorun zabił trzech pasażerów, którzy siedzieli w otwartej skrzyni ciężarówki, w czasie gdy trzy osoby będące w kabinie nie doznały żadnych obrażeń.

Zawirowane powietrze wewnątrz burzy podnosi krople wody oraz kryształy lodu w górę, po czym opuszcza je w dół. W momencie gdy kryształy te przemiennie spadają oraz unoszą się, mogą na nich narosnąć warstwy przejrzystego oraz matowego lodu: w ten sposób tworzy się grad. Znaleziono kiedyś grad wielkości pomarańczy, gdzie naliczono 25 takich warstw. W momencie gdy stanie się za ciężka, by wstępujący prąd mógł ją porwać w górę, spada jako śmiertelnie niebezpieczny pocisk. Od uderzeń tego typu pocisków zginęło kilku ludzi, zostało uszkodzonych wiele budowli oraz zniszczonych wiele pól uprawnych.

Zdarza się także tak sytuacja, że tworzy się ogromna gradzina wokół jądra. Właśnie takie dwie gradziny upadły w Dubuque w stanie Iowa w roku 1882. Posiadały one żaby, które żyły, co się okazało jak stopniał lód. W szczególnie ogromnej gradzinie, która upadła w roku 1894 w Vicksburgu w stanie Mississipi, był żółw norowy, który miał rozmiary cegły. W angielskim mieście Bournemouth upadły w roku 1983 setki gradzin o średnicy 5-8 centymetrów, w środku których były kawałeczki węgla. Meteorolodzy drogą analiz, konwersacji ustalili pozycję składu opałowego, z którego ogromny prąd wstępujący porwał ów węgiel w niebo.

Gradziny mają niejednokrotnie wielkie rozmiary i kształty. W roku 1973, w angielskim mieście Manchester, u stóp pewnego meteorologa spadał po pojedynczej błyskawicy ogromny lodowy pocisk. Składał się on z 51 warstw lodu na przemian czystego oraz posiadającego bąbelki. Na szczęście gradzina pękła, ale jak się później okazało jej części ważyły w sumie 1,5 - 2,0 kilogramów. Nie posiadała ona skażeń, które sugerowałyby, że utworzona była ona z wody wyrzuconej z samolotu. Prawdopodobnie jest sposób, który powoduje, że jest jakiś olbrzymi, lodowy meteoryt, który powstał dzięki błyskawicy. Pogoda umie nas czasami zaskoczyć, a nawet zaszokować. Są takie przypadki również, że z nieba spadają zwierzęta, czasami w większej odległości od miejsca, skąd pochodzą. Tego typu przypadki bardzo często przypisywane są burzom oraz narodzonym w nich tornadom albo trąbom wodnym, których moc jak również kapryśne postępowanie zostaje ciągle w znacznym stopniu tajemnicą.

DESZCZE ZWIERZĄT

Znane są przypadki, że z nieba sprzedały już deszcze, ślimaków, dżdżownic, żab, muszli, orzechów laskowych, ryb, krabów, węgorzy, kijanek oraz larw. Dla niektórych ludzi, na których głowy upadły te zwierzęta, była zdumiewającą tajemnicę.

Naukowcy starają się wytłumaczyć te zjawiska, bardzo często przypisują je burzom. Burzowy prąd może osiągać prędkość rzędu 100 kilometrów na godzinę. Również ogromne ssanie narodzonego w burzy tornada albo trąby wodnej produkuje niejednokrotnie dużą siłę unoszącą. Gdy burza przechodzi nad płytkim stawem albo strumieniem, cała jego woda może być wessana do środka chmury oraz przeniesiona na ogromną odległość, po czym spada na ziemię.

Są także takie sytuacje, które bardzo trudno wyjaśnić. Na skutek swej niezwykłości tworzy się o nich legendy. W XIV wieku kronikarze zanotowali trzydniowy opad ryb niedaleko Cherson w Grecji. Ryb było tak dużo, iż zablokowały ulice, przez co ludzi nie byli w stanie otworzyć drzwi od swoich domów. Nic ma się co dziwić, iż później jeszcze przez kilkanaście tygodni czuć można było woń ryb.

PIORUN KULISTY

Do ogromnie przerażających eksperymentów, jakie może nam pokazać przyroda, należy spotkanie ze zjawiskiem zwanym piorunem kulistym.

Jest to ognista kula, która tworzy się bez konkretnego powodu oraz niejednokrotnie przesuwa się bardzo powoli dookoła pokoju albo nawet przechodzi przez szybę znajdującą się w oknie - lub z chirurgiczna dokładnością jest w stanie wypalić w niej dziurę, lub, wręcz przeciwnie zostawia rzecz w nienaruszonym stanie.

Znanych jest kilka wiele przekazów, świadków, którzy zaobserwowali pioruny kuliste, kilka faktów jest potwierdzonych przez liczne osoby, a mimo to są badacze, którzy nie przyjmują do wiadomości fakt istnienia piorunów kulistych. Oni uważają, że są to porostu złudzenia optyczne.

Kulka, która pokazała się w 1968 roku w miejscowości Crail w Szkocji, przesuwając się obok plaży spowodowała panikę wśród dzieci oraz psów, jak również wystraszyła świadka tego wydarzenia panią Kitty Cox. Kulka ta przyleciała do plażowej kawiarenki pani Evelyn Murdoch, uderzyła w dłoń jej córkę Jean, oraz rozbiła żeliwny piec, a później jakby nigdy nic opuściła kawiarenkę, sycząc wróciła do morza.

Pani Clara Greenlee ze spokojem przyjęła ognistą kulkę, która wpadła na werandę jej domku w Crystal River na Florydzie. Uderzyła ją łapka na muchy, co spowodowało, że kulka wybuchła z ogromnym hukiem, ale na szczęście nie spowodowała dużych szkód.

Brytyjski profesor R.V.Jennison patrzyła na ognistą kulkę o średnicy 20 centymetrów wędrującą przejściem, pomiędzy rzędami siedzeń w samolocie Eastern Airlines, który wylatywał z Nowego Yorku do Waszyngtonu w czasie strasznej burzy.

Informacje o piorunach kulistych pojawiły się już przed wiekami - Diana ce Poitriers została przypuszczalnie oparzona przez tego rodzaju piorun w swoją noc poślubna w roku 1557, natomiast w ciągu czterech stuleci, które później minęły od tego momentu, pokazano kilka setek opisów tegoż zjawiska. Próby zdefiniowania go podejmowane są od ponad stu lat. Naukowiec Nikola Tesla w 1899 roku dokonał doświadczeń na szczycie jednej z gór w Kolorado, próbując odtworzyć kulki ogniste (eksperymenty te niedawno ponownie analizowano). Od tego momentu kilku uczonych, naukowców uczonych próbowało swoich sil, próbując rozwiązać tą tajemnicę.

Profesor James Tuck, jeden z osób budujących bombę atomową, zastosował niepotrzebne baterie z łodzi podwodnej do przeprowadzenia w Los Alamos doświadczenia, które wykraczało poza jego obowiązki. Profesor oraz jego współpracownicy wysadzili w powietrze barak, gdzie robili swoje próby. Jednak zarejestrowali na taśmie filmowej kulki ogniste, utworzone przy pomocy skonstruowanego przez nich maszyny generującej ogromne moce. Także Tuck podjął się takiej próby zdefiniowania podstawowych cech piorunów kulistych. Są to między innymi: ogromna temperatura, kolor czerwony albo żółty, promień na ogół wynoszący 15 albo 20 centymetrom i charakterystyczny syczący dźwięk. Pozostałe teorie, które powstały się w ostatnich latach, oparte były na następujących teoriach: uważano, że biorą się z antymaterii albo, ze jest to po prostu złudzenie optyczne.

Jednak w 1990 roku dwóch naukowców z Ohio, K.L. Corum oraz J.F.Corum, dokonało kolejnych analiz prace Tesli z 1899 roku, jak również zapoznali się oni z analizami, które w Związku Radzieckim dokonał B.M. Smirnow. Profesor Tuck trzydzieści lat temu sformował teorie, iż może tu mówić o pewnego rodzaju grze gromadzenia energii chemicznej. Rosyjscy naukowcy zgodzili się z ta teorią. Od 1988 roku Corumowie zaczęto produkować niewielkie pioruny kuliste, wykorzystując prąd o ogromnym napięciu oraz częstotliwości radiowej. Fotografowali je oraz rejestrowali na filmie video. Poza tym wykazali oni również, iż zdjęcia zrobione przez Tesle przed dziewięćdziesięciu laty również pokazują niewielkie pioruny kuliste.

Piorun kulisty nie uprzedza nas, że przyjdzie. Niejednokrotnie jesteśmy w stanie go zobaczyć w domu albo nad brzegami morza.