Jak dlouho trvá blesk?
Někdy lze v přírodě pozorovat hrozivé elektrické jevy. Když se přiblíží tmavé bouřkové mraky a zablikají jasné blesky, dojde k silným výbojům elektřiny.
Elektrické napětí mezi mrakem a zemí dosahuje stovek milionů voltů, délka blesku je několik kilometrů a jeho výkon miliony kilowattů, tedy není nižší než výkon obřích elektráren. Výboje blesku však trvají jen nepatrné zlomky sekundy a tento typ elektřiny je pro praktické použití nevhodný.
Blesk je jednou z nejkrásnějších záhad na Zemi, ale je velmi nebezpečný, protože má obrovskou ničivou sílu. Již v dávných dobách lidé pozorovali, jak blesky štípaly vysoké stromy, zapalovaly lesy a domy, zabíjely dobytek a ovce na horských svazích a údolích a nejednou byli svědky toho, jak lidé umírali bleskem. Dojem oslnivě jasných blesků byl umocněn děsivým rachotem hromu.
Před tímto gigantickým, hrozivým živlem se člověk cítil malý, slabý a zcela bezmocný. Blesky a hromy považoval za projevy nepřízně bohů, trest za zlé skutky.
Moderní věda prokázala, že bouřky jsou složité atmosférické jevy doprovázené elektrickými výboji – blesky – které způsobují hřmění. O bouřkách, bleskech a hromech a ochraně před bleskem dnes víme relativně hodně. Přesto je stále něco neodhaleného.
Účelem tohoto článku je správné vysvětlení příčin přírodních jevů vyskytujících se kolem nás, informace o bouřkách a bleskech, dosud nashromážděné vědou, které jsou neustále aktualizovány a zpřesňovány díky neúnavnému výzkumu prováděnému v celosvětovém měřítku.
Takže 35 nejoblíbenějších otázek o bouřkách a bleskech.
1. Kde jsou centra bouřek? – Jsou především tam, kde se často střídají hory a údolí řek, a na rovinách – v místech, kde je větší odpařování vody. Výskyt bouřek je ovlivněn tvarem reliéfu, který přispívá ke vzniku a udržení teplotních rozdílů v sousedních vrstvách vzduchu.
2. Jak časté jsou bouřky na severní a jižní polokouli? — Ve většině oblastí středních zeměpisných šířek severní polokoule se největší počet bouřek vyskytuje v letních měsících – červnu a červenci, méně v zimních měsících – prosinci a lednu.
Na jižní polokouli se bouřky vyskytují nejčastěji v prosinci a lednu, méně často v červnu a červenci. Z uvedených údajů existuje několik výjimek. Například ve Spojeném království a kolem Islandu jsou zimní bouřky docela běžné. Nad oceánem se největší počet bouřek vyskytuje vždy v zimě.
V tropických a subtropických zónách zeměkoule jsou bouřky obzvláště silné a nejčastěji se vyskytují v období dešťů. V Indii – na jaře (duben – květen) a na podzim (září). Největší počet bouřkových dnů na Zemi je v tropických a rovníkových zemích. Směrem k severním šířkám jejich počet postupně klesá.
3. Které oblasti jsou světovými hotspoty pro bouřky? — Je jich šest: Jáva — 220 bouřkových dní v roce, Rovníková Afrika — 150, Jižní Mexiko — 142, Panama — 132, Střední Brazílie — 106, Madagaskar — 95.
Statistiky blesků:
Za každou sekundu blikne nad Zemí až 100 blesků, tedy za hodinu – 360 000, za den – 8,64 milionu a za rok – 3 miliardy.
4. Jakým směrem se pohybuje nejvíce blesků? – Z mraků na Zemi a mohou zasáhnout hory, pláně nebo moře.
5. Proč vidíme blesky? — Kanál blesku, kterým prochází proud gigantické síly, se velmi rozžhaví a jasně září. To nám umožňuje vidět blesky.
6. Dokáže pozorovatel odlišit vůdce od hlavního pódia? – Ne, protože jdou přímo za sebou, extrémně rychle po stejné cestě.
Лидер — první přípravná fáze výskytu blesku. Odborníci tomu říkají stupňovitý výboj hlavy. Z bouřkového mraku k Zemi se vůdce pohybuje v rychle po sobě jdoucích světelných kvantech, jejichž délka je asi 50 m. Časové intervaly mezi jednotlivými kroky jsou přibližně jedna padesátimiliontina sekundy.
7. Skončí blesk po prvním spojení dvou opačných nábojů? — Proud je přerušen, ale blesky tam obvykle nekončí. Často nový vůdce následuje cestu vydlážděnou první kategorií, po které opět následuje hlavní část kategorie. Tím druhá kategorie končí. Postupně může nastat až 50 takových výbojů, které se skládají ze dvou stupňů.
8. K kolika výbojům dochází nejčastěji? – 2 – 3.
9. Co způsobuje blikání blesku? — Jednotlivé výboje narušují průběh blesku. Pozorovatel to vnímá jako blikání.
10. Jaká je mezera mezi jednotlivými číslicemi? – Velmi krátká – nepřesahuje setinu sekundy. Pokud je počet blesků velký, pak záře trvá celou sekundu, někdy i několik sekund. Průměrná doba trvání blesku je přibližně čtvrt sekundy. Pouze malé procento blesků trvá déle než jednu sekundu.
Americký vědec McEachron poskytuje informace o krátkém trvání výbojů stoupajících z vysoké budovy do mraků. Polovina pozorovaných blesků trvala 0,3 sekundy.
11. Uhodí blesk dvakrát do stejného místa? – Ano. Do televizní věže v Ostankinu zasáhl blesk v průměru až 30krát ročně.
12. Udeří blesk vždy do horní části předmětu? – Ne. Například do Empire State Building zasáhl blesk 15 m pod jeho vrcholem.
13. Vybere blesk vždy ten nejvyšší objekt? – Ne, ne vždy. Pokud by vedle sebe stály dva stožáry, železný a dřevěný, blesk by spíše udeřil do železného, i kdyby byl nižší. To se vysvětluje tím, že železo vede elektřinu lépe než dřevo (i když je mokré). Železný stožár je také lépe spojen se Zemí a elektrický náboj se k němu snáze přitahuje, když se tvoří vůdce.
14. Udeří blesk do nejvyššího bodu písečného kopce nebo do spodní hliněné oblasti? — Blesk volí vždy cestu nejmenšího odporu, a proto neudeří v nejvyšším bodě oblasti, ale v místě, kde je jíl nejblíže, neboť jeho elektrická vodivost je vyšší než u písku. V kopcovité oblasti, kde tekla řeka, udeřil blesk spíše do řeky než do blízkých kopců.
15. Chrání kouř z komína před bleskem? – Ne, protože právě kouř vycházející z komína může usnadnit cestu blesku a tím způsobit jeho úder do komína.
16. Může být hrom bez blesku? – Ne. Jak víte, hrom je zvuk generovaný bleskem v důsledku expanze plynů, jehož příčinou je on sám.
17. Blikají blesky bez hromu? – Ne. Přestože hromy někdy nejsou slyšet na velkou vzdálenost, vždy doprovázejí blesky.
18. Jak určit vzdálenost, která nás dělí od blesku? – Nejprve vidíme blesky a teprve po chvíli slyšíme hromy. Pokud mezi bleskem a hromem uplyne například 5 sekund, pak zvuk během této doby urazil vzdálenost 5 x 300 = 1650 m, což znamená, že blesk udeřil o něco dále než 1,5 km od pozorovatele.
Za příznivého počasí je hrom slyšet 50 – 60 sekund po záblesku, což odpovídá vzdálenosti 15 – 20 km. To je mnohem menší než vzdálenost, na kterou jsou slyšet zvuky umělých výbuchů, protože v tomto případě je energie soustředěna do relativně malého objemu, zatímco při výboji blesku je distribuována po celé své dráze.
19. Udeří blesk i do auta? — Izolační odpor suchých pneumatik je tak vysoký, že přímá cesta blesku k zemi skrz auto je nepravděpodobná. Ale během bouřky ve většině případů prší a pneumatiky jsou mokré. To zvyšuje pravděpodobnost nárazu, i když vozidlo není nejvyšším objektem v oblasti.
20. Přitahuje jedoucí auto blesky více než stojící auto? — Na tuto otázku neexistuje jednoznačná odpověď. V každém případě je však třeba počítat s tím, že blízký úder blesku může vyděsit a oslepit, takže rychlost pohybu musí být přiměřená situaci.
21. Co byste měli dělat během silné bouřky? — Během silné bouřky byste se měli pokusit najít vhodné parkovací místo nebo sjet z dálnice na lesní nebo venkovskou cestu a tam přečkat bouřku.
22. Může blesk udeřit do letadla během letu? – Ano. Naštěstí téměř všechna letadla zasažená bleskem létají dál. Každých 5000 10000 až XNUMX XNUMX letových hodin uhodí letadlo přibližně jeden blesk.
23. Jaké místo zaujímá blesk mezi příčinami leteckých nehod? — Pokud byste měli vytvořit seznam příčin leteckých neštěstí způsobených takovými povětrnostními faktory, jako je mráz, sníh, námraza, lijáky, mlha, bouře a tornáda, blesk by na něm zaujal jedno z posledních míst.
24. Která zařízení v letadle jsou náchylnější k blesku? — Asi třetina úderů blesku poškodí elektrické spotřebiče. Byly případy, kdy po úderu blesku nefungovaly různé palubní přístroje – ukazatele množství paliva, ukazatele tlaku oleje a další – protože jim selhaly magnety. Nedoporučuje se tankovat za bouřky, protože hrozí úder blesku.
25. Jaká vzdálenost od místa úderu blesku je nebezpečná? — V místě úderu blesku se vytvoří kruh, uvnitř kterého je krokové napětí tak vysoké, že je nebezpečné pro lidi i zvířata. Jeho poloměr může dosahovat 30 m Náhodný svědek těžko rozezná, zda šlo o přímý nebo nepřímý úder blesku, neboť oslepení je tak okamžité a řev je tak ohlušující, že člověk hned nechápe, co se stalo.
26. Může dojít k nehodě uvnitř budovy? — Ano, pokud se osoba nachází v blízkosti kovového předmětu a v blízkosti terminálu hromosvodu.
27. Kde hrozí menší riziko zásahu bleskem – ve městě nebo na vesnici? — Ve městě jsou lidé v menším nebezpečí, protože ocelové konstrukce a vysoké budovy působí do jisté míry jako hromosvody. Blesky proto nejčastěji udeří do lidí pracujících na poli, turistů a stavebních dělníků.
28. Je člověk ukrytý pod stromem chráněn před bleskem? — Asi třetina všech obětí blesku se schovala pod stromy.
29. Existují případy, kdy člověk přežil několik úderů blesku? — Americký lesník Roy S. Sullivan se ve své sedmé dekádě považuje za chodícího ducha Čtyřikrát ho udeřil blesk a kromě spálených vlasů neutrpěl žádná vážná zranění. Sám zážitek popisuje takto: „Bylo to, jako bych byl sražen k zemi obří pěstí a celé tělo se mi třáslo. Byl jsem slepý, hluchý a zdálo se mi, že se rozpadnu. Trvalo několik týdnů, než tyto pocity zmizely.”
30. Jaký vliv má zásah blesku na lidský organismus? – Stejně jako účinek elektrického zařízení pracujícího pod vysokým napětím: člověk okamžitě ztrácí vědomí (což je usnadněno strachem), může se mu zastavit srdce. Postižena je i centrální nervová soustava, což vede k paralýze nervů a svalů, zejména dýchacích.
Pokud člověk přežije přímý úder blesku, je to pravděpodobně proto, že většina proudu spadla do jiného objektu. Kromě více či méně závažných elektrických výbojů zanechává zásah bleskem na těle popáleniny, někdy hluboké rány s vytrženým masem, jako následek výbušné činnosti blesku. Popáleniny mají neuvěřitelný tvar a často tvoří pestré vzory zvané Lichtenbergovy vzory.
31. Jaká by měla být první pomoc při zásahu bleskem? – Stejně jako u jiných úrazů elektrickým proudem a popálenin: hlavně umělé dýchání. Uděláno včas a dostatečně dlouho, zachrání mnoho životů. Pokud lze zachránit život člověka zasaženého bleskem správnou první pomocí, příznaky ochrnutí obvykle mizí bez škodlivých následků pomalu, během několika hodin či dnů.
32. Jakou energii obsahuje průměrný lineární blesk? — Na základě údajů o napětí, proudu a nabíjecím výkonu se předpokládá, že průměrný milion obsahuje energii asi 250 kWh (900 MJ). Anglický specialista Wilson uvádí další údaje – 2800 kWh (10 4 MJ = 10 GJ).
33. V co se mění energie blesku? – Největší část je ve světle, teple a zvuku po celé své dráze.
34. Jaká je energie blesku na jednotku zemského povrchu? – Za 1 mXNUMX. km zemského povrchu je energie blesku relativně malá. Jiné druhy energie v atmosféře, jako je sluneční záření a větrná energie, ji výrazně převyšují.
35. Může být blesk užitečný? — Elektrické výboje při bouřce přeměňují část vzdušného kyslíku na novou plynnou látku – ozón, s pronikavým zápachem, který má vynikající dezinfekční vlastnosti. Obsahuje tři atomy kyslíku a uvolňuje volný kyslík, takže po bouřce se vzduch čistí.
Vlivem vysoké teploty blesku se kyslík slučuje se vzdušným dusíkem a vytváří dusíkaté sloučeniny, které jsou snadno rozpustné ve vodě. Vzniklá kyselina dusičná padá spolu s deštěm do půdy, kde se stává dusíkatým hnojivem.
Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře
