Burzę zwiastują szybko powstające, ogromne chmury i chłodny, niekiedy silny wiatr. Widząc te zjawiska, spodziewamy się opadu deszczu. Rzadziej uświadamiamy sobie, że woda nie jest jedyną rzeczą, która w czasie burzy przemieszcza się między atmosferą a powierzchnią Ziemi. Inną są ładunki elektryczne, ujemne i dodatnie.
Chmura burzowa jest naładowana elektrycznie. W jej górnej części gromadzą się ładunki dodatnie, w środkowej i dolnej ujemne. W czasie burzy różnica potencjałów elektrycznych między chmurą a powierzchnią Ziemi rośnie bardzo szybko, aż w końcu robi się tak wielka – rzędu 20–30 mln V – że dochodzi do wyładowania. Wówczas w powierzchnię Ziemi uderza piorun, któremu zazwyczaj towarzyszy grzmot oraz błyskawica.
Piorun wyzwala ogromne ilości energii. Są to wielkości między 500 megadżuli a 1 gigadżul. Naukowcy intensywnie badają jednak pewien szczególny rodzaj piorunów zwany po angielsku superbolt. Te ultrasilne megabłyskawice mogą mieć moc nawet tysiąc razy większą niż przeciętne pioruny – wystarczającą, by zapewnić energię przeciętnemu gospodarstwu domowemu na cały rok. Najczęściej zdarzają się zimą na półkuli północnej.
Jakie są rodzaje piorunów?
Pioruny można podzielić według różnych kryteriów. W zależności od tego, gdzie jest ich „początek”, a gdzie „koniec”, dzieli się je na:
- wewnątrzchmurowe (powstające w obrębie jednej chmury),
- międzychmurowe (uderzające między dwiema jednostkami burzowymi),
- wyładowanie chmura-ziemia (w rzadkich przypadkach biegnące też w drugą stronę).
Pioruny dzieli się też według kształtów, jakie przyjmują. Najczęściej wyróżnia się wówczas:
- pioruny liniowe: to najczęściej spotykane rozgałęzione świetlne linie długości nawet kilkudziesięciu kilometrów. Linie te odzwierciedlają kanały, którymi przemieszczają się ładunki elektryczne;
- pioruny paciorkowe (łańcuszkowe): rzadkie wyładowania w postaci przerywanej linii, która powstaje po wyładowaniu liniowym;
- pioruny kuliste: najbardziej niesamowite z wyładowań elektrycznych, niezwykle rzadko spotykane.
Co to jest piorun kulisty?
To pioruny mające postać świecącej kuli. Podobno potrafią stopić szybę, przelecieć przez budynek albo utrzymywać się wewnątrz samochodu. Co więcej, ich obserwatorzy odnotowali także, że zjawisku towarzyszą bzyczące lub syczące dźwięki.
Wśród naukowców nie ma zgody, czym tak naprawdę są pioruny kuliste. Zdaniem niektórych piorun kulisty powstaje po uderzeniu klasycznej błyskawicy w ziemię. Może wówczas powstać rozgrzany obłok atomów wchodzących w skład gleby, które spalają się i przy tym świecą. Inna koncepcja zakłada, że piorun kulisty jest zbudowany z plazmy – bardzo silnie rozgrzanych atomów, od których oderwane zostały elektrony. Jeszcze inna, że jest to przechodząca przez Ziemię mała czarna dziura albo po prostu efekt halucynacji spowodowanych burzą.
Jaką temperaturę może mieć piorun?
Temperatura powierzchni Słońca wynosi 4–5 tys. st. C. Wydaje się, że to dużo, jednak nic w porównaniu z temperaturą pioruna. Może ona dochodzić do 30 tys. st. C.
Co ciekawe, z temperaturą ma związek grzmot. Temperatura to średnia prędkość ruchu cząsteczek powietrza. W czasie uderzenia pioruna przepływający prąd elektryczny niezwykle szybko i silnie rozgrzewa powietrze wokół siebie. Jego cząsteczki błyskawicznie uciekają z obszaru objętego wyładowaniem. Powstaje zaburzenie ciśnienia, rozchodzące się z prędkością ok. 1250 km/godz., czyli właśnie grzmot.
Światło błyskawicy widzimy natychmiast po uderzeniu pioruna. Na grzmot musimy zaczekać – tym dłużej, im dalej od nas doszło do wyładowania. Grzmot pokonuje kilometr w około trzy sekundy.
Czy można przeżyć uderzenie pioruna?
Tak. Po uderzeniu pioruna nawet 80–90 proc. ludzi dochodzi do siebie. Średnio w Polsce piorun trafia 3–5 osób rocznie. Codziennie na świecie zostaje porażonych 80 osób.
Niektórzy jednak mają wyjątkowego pecha. Słynny jest przypadek strażnika leśnego z Wirginii, Roya Sullivana, który podczas swojej 36-letniej służby przeżył siedmiokrotnie uderzenie pioruna. Raz stracił palec u nogi, raz został poważnie poparzony. Jednak ostatecznie zmarł po tym, jak sam się postrzelił, czyszcząc broń.
Czy zmiany klimatyczne wpłyną na ilość piorunów na Ziemi?
Niestety, tak. Naukowcy szacują, że wzrost średniej temperatury na świecie o 1 st. C spowoduje zwiększenie się liczby uderzeń piorunów o 12 proc. Musimy więc przyzwyczaić się do większej ilości piorunów i pamiętać o zasadach bezpieczeństwa w czasie burzy.
Najważniejsza to unikanie miejsc typu samotne drzewa. Nawet gdy gwałtownie pada, lepiej schronić się na otwartym terenie, przykucając w zagłębieniu albo siadając na plecaku. Fatalnym pomysłem w czasie burzy są kąpiele lub przebywanie w okolicach wysokich, metalowych masztów. Osobom wędrującym po górach zaleca się zejście z grani lub wierzchołka i schronienie się po zawietrznej.
Źródła: NASA, Science, e-tatry.com.
