W jaki sposób tworzy się burza?

Gwałtowny rozwój dużych chmur burzowych ( nazywanych cumulonimbus ) oraz wilgotny chłodny wiatr, który zwiastuje nadchodzącą burzę, są bardzo dobrze znane w prawie wszystkich regionach świata strefy tropikalnej oraz umiarkowanej. Na całym świecie w tym samym czasie występuje prawie 1800 burz. Chmury tworzą się w momencie, gdy w chwiejnym fragmencie atmosfery tworzy się mocny wstępujący prąd gorący oraz wilgotne powietrze. Gdy utworzy się chmura jest ona w stanie rozbudować się do wysokości większej nawet niż 12 kilometrów, para wodna skrapla się. Wtedy deszcz, śnieg, jak również grad, spadają w środku chmury tak intensywnie, aż utworzą się tam bardzo gwałtowne zstępujące prądy chłodnego powietrza, które opada z ogromnych wysokości. Niedługo później niebo przeszywa błyskawica, słychać grzmot i wtedy zaczyna padać ulewny deszcz. Jest on wyrzucany z chmury przez walczące ze sobą prądy powietrza. W rezultacie wygrywają prądy zstępujące, tłumiąc gorące, wilgotne prądy, które nakierowane są ku górze. Deszcz maleje , wiatr zaczyna wiać słabiej wtedy burza kończy się prawie tak szybko, jak się rozpoczęła.

W jaki sposób tworzą się i skąd pochodzą pioruny?

Do góry

W środku chmury znajdują się ogromne ładunki elektryczne. Nie jest do końca wytłumaczone, dlaczego jest tak. Wytłumaczone jest natomiast, iż ładunki dodatnie tworzą się niedaleko wierzchołka chmury, natomiast ujemne - w pobliżu jej podstawy. Ładunki ujemne przyciąga dodatnio naładowaną powierzchnię naszej planety. Powietrze jest jednak dobrym izolatorem i przez pewien czas uniemożliwia przepływ elektryczności, który mógłby zrównoważyć ładunki. Gdy napięcie jest już dostatecznie duże, dochodzi do dwuetapowych uderzeń pioruna. Szereg błyskawic-przewodników spada z chmury zygzakami na dół, i jednocześnie takie samo wyładowanie wzbija się z naszej planety ku górze. Na sutek zderzenia się dwóch wyładowań zostaje otwarty kanał przewodzący pomiędzy nasza planetą a chmurą. Wtedy wzdłuż tegoż kanału płynie w górę, do środka chmury, ogromny prąd elektryczny. To drugie "powrotne wyładowanie" produkuje światło, które zauważyć możemy jako błyskawicę.

Czy piorun jest w stanie uderzyć w to samo miejsce kilkakrotnie ?

Do góry

Jest powiedzenie, które mówi nam, że prawie każdy piorun uderza w to samo miejsce nie raz, ale kilka razy. Każda zaobserwowana przez nas błyskawica jest w na ogół serią, która składa się z błyskawicy-przewodnika oraz ciągu wyładowań powrotnych, które przebiegają wzdłuż tej samej ścieżki. Ciąg uderzeń dokonywany jest bardzo szybko, zaobserwujemy ją zatem jako jeden błysk. Przytoczone powyżej powiedzenie nie jest słuszne nawet w odniesieniu do dłuższego okresu. Będące w gruncie ładunki elektryczne gromadzą się w czasie burzy w najwyżej ulokowanych miejscach, co powoduje, iż miejsca te przyciągają błyskawice-przewodniki. W wiele ogromnych drzew czy budynków pioruny uderzają zatem nie tylko dwa, ale nawet kilkanaście razy.

Grzmot, jak się tworzy?

Do góry

Temperatura, która znajduje się we wnętrzu pioruna jest w stanie uzyskać nawet 15 tysięcy oC, zatem jest one większa aniżeli temperatura powierzchni Słońca. Ten nagły dopływ ciepła jest w stanie doprowadzić do rozerwania pni drzew na skutek zamiany ich soków w parę lub zamieniać piasek w bryłki szkła. Powietrze wzdłuż drogi przebiegu pioruna może uleć także ogromnemu nagrzaniu. Może się również rozszerzyć tak szybko, iż wyprodukuje drgania, które my następnie usłyszymy jako grzmot. Przy bliskim uderzeniu pioruna jest to huk zbliżony do wybuchu. Natomiast przy dalekim wyładowaniu usłyszymy przeciągły łoskot, ponieważ fale dźwiękowe ulegają załamaniu w atmosferze i następnie odbijają się od nierównego obszaru. Światło biegnie szybciej aniżeli dźwięk, zatem jesteśmy w stanie zdefiniować, w jakiej odległości od nas uderzył piorun. Gdy policzymy sekundy, które upłyną od błysku do grzmotu, a następnie podzielimy nasz wynik przez 3, uzyskamy odległość w kilometrach jak dzieli nas od tego miejsca.

Bezpieczeństwo sprzętu eklektycznego

Do góry

Wyładowanie atmosferyczne mogą stanowić niebezpieczeństwo dla coraz to bardziej unowocześnianych maszyn elektrycznych oraz elektronicznych. Obserwacje pokazały, iż bez wykorzystania specjalnych środków bezpieczeństwa maszyny elektroniczne, które znajdują się w obszarze o promieniu 1,5 km od miejsca uderzenia pioruna mogą ulec uszkodzeniu.

Jeżeli założymy, iż intensywność burzowa w naszym kraju jest na poziomie 20-25 dni burzowych w ciągu roku, roczna ilość uderzeń pioruna na 1 km2 powierzchni równa od 1,8 od 2,5 uderzenia. Zatem w czasie jednego roku naszym maszynom elektronicznym może zagrozić kilkanaście udarów przepięciowych. Aktualizowanie oraz weryfikacja informacji, które dotyczą ilości wyładowań ewentualna jest jedynie przy korzystaniu z nowoczesnego systemu automatycznej rejestracji wyładowań piorunowych.

NIEBEZPIECZEŃSTWO

przy występowaniu 2-3 wyładowań na 1 km2 w czasie roku nasz sprzęt elektroniczny może być zagrożony:

1.5 * 1.5 * 3.14 *2 = 14

1.5 * 1.5 * 3.14 *3 = 21

czyli od 14 do 21 razy

Zagrożenie wystąpienia niebezpiecznych impulsów przepięciowych bierze się przede wszystkim z częstego nie uwzględniania tego kłopotu w fazie tworzenia różnych instalacji. W momencie, gdy impulsy przepięciowe posiadają charakter przypadkowy (wyładowania atmosferyczne, procesy łączeniowe w liniach elektroenergetycznych), jeśli nie wykorzystano specjalnych środków zabezpieczenia, wtedy użytkownik dowiaduje się o możliwości ich pojawienia się na ogół już po fakcie - czyli wtedy, gdy będzie już liczył straty, jakie poniósł na skutek przepięcia.

Oszacowano, iż nakłady jakie ponosi się na zaprojektowaniu oraz dokonaniu kompleksowej ochrony odgromowej oraz przepięciowej stanowią niewielki ułamek procenta w porównaniu z nakładami jakie ponoszone są na konstrukcje oraz wyposażenie ogromnych obiektów budowlanych o charakterze biurowym lub przemysłowym. Czy trzeba zatem ponosić jeszcze nakłady na konstrukcję kompleksowego systemu ochrony odgromowej? Jak dowiadujemy się z obserwacji jakie przeprowadzono w Stanach Zjednoczonych, które to potwierdzone zostały także w krajach Unii Europejskiej, zniszczenie albo zła praca systemów informatyczno-telekomunikacyjnych jest w stanie przyczynić się do znacznie do ogromnych strat finansowych z bankructwem włącznie (np. w przypadku banków dopuszczalny okres przestoju nie może przekroczyć 2 dni).

Piorun nie koniecznie musi uderzyć centralnie w obiekt, by doszło do zniszczenia sprzętu elektronicznego!