Nepříznivé počasí 101
Často kladené otázky o blescích
Co je to blesk? Blesk je obrovská jiskra elektřiny v atmosféře mezi mraky, vzduchem nebo zemí. V raných fázích vývoje působí vzduch jako izolátor mezi kladnými a zápornými náboji v oblaku a mezi oblakem a zemí. Když se opačné náboje dostatečně nahromadí, tato izolační kapacita vzduchu se rozpadne a dojde k rychlému vybití elektřiny, které známe jako blesk. (Skutečný proces rozpadu je stále špatně pochopen.) Rozklad vzduchu vytváří ionty a volné elektrony, které cestují dolů po vodivém kanálu. Tento proudový proud dočasně vyrovnává nabité oblasti v atmosféře, dokud se opačné náboje znovu nevytvoří.
Blesk z bouřky začíná silným elektrickým polem mezi protilehlými náboji v bouřkovém mraku a může zůstat úplně v oblaku (intra-cloud lightning), když jsou oblasti náboje podobné síly (vyvážené) nebo mohou dosáhnout na zem (cloud -zemní blesk), když je jedna z oblastí mnohem silnější než druhá (nevyvážená).
Blesk je jedním z nejstarších pozorovaných přírodních jevů na Zemi. Je to vidět na sopečných erupcích, extrémně intenzivních lesních požárech (pyrokumulonimbové mraky), povrchových jaderných detonacích, silných sněhových bouřích, ve velkých hurikánech a samozřejmě v bouřkách. Co jsou cloudové záblesky? Mrakový blesk je blesk, který se vyskytuje uvnitř mraku, cestuje z jedné části mraku do druhé a některé kanály se mohou rozšířit do čistého vzduchu. Co je to „stupňovitý vůdce?“ Stupňovitým vůdcem je vývoj dolů směřujícího bleskového kanálu. Zejména záporně nabité bleskové kanály se nešíří nepřetržitě, ale v relativně krátkých „krocích“, kdy se vzduch před sebou ionizuje jako několik „streamerů s nízkou vodivostí“. “ Streamer, který vyvíjí více proudu a lepší vodivosti, se může stát dalším krokem, který se připojí ke kanálu „leader“. Je možné mít hrom bez blesku? Ne, není možné mít hrom bez blesku. Hrom začíná jako rázová vlna z explozivně se rozšiřujícího bleskového kanálu, když velký proud způsobí rychlé zahřátí. Je však možné, že uvidíte blesk a nebudete slyšet hrom, protože byl příliš daleko. Někdy se tomu říká „tepelný blesk“, protože k němu dochází nejčastěji v létě. Vyrábí se blesk vždy bouřkou? Bouřky mají vždy blesk (hrom je způsoben bleskem a vy nemůžete bouřku bez hromu!), Ale můžete mít blesk bez bouřky. Blesk lze také vidět při sopečných erupcích na povrchu jaderných detonací a při silných sněhových bouřích („hromový sníh“). Co způsobuje hrom? Hrom je způsoben bleskem. Jasné světlo blesku způsobené výše uvedeným zpětným úderem představuje velkou energie. Tato energie ohřívá vzduch v kanálu na více než 50 000 ° F za pouhých několik miliónů sekund! Vzduch, který se nyní zahřívá na tak vysokou teplotu, neměl čas expandovat, takže je nyní velmi vysoký tlak. Vysokotlaký vzduch poté expanduje ven do okolního vzduchu a stlačí jej a způsobí poruchu, která se šíří všemi směry od zdvihu. Porucha je pro prvních 10 yardů rázovou vlnou, po které se stane běžnou zvukovou vlnou , nebo hrom.
Co je to suchý blesk? Suchý blesk je blesk, ke kterému dochází bez okolního deště. NOAA Storm Prediction Center pravidelně vydává předpovědi pro suché blesky, protože tento druh pravděpodobně způsobí lesní požáry. Co je to „blesk z modré“? „Blesk z modré“ je blesk typu mrak-země, který obvykle vychází ze strany bouřkového mraku a cestuje relativně velkou vzdálenost čistým vzduchem od bouřkového mraku a poté se nakloní dolů a zasáhne zem. Bylo dokumentováno, že tyto blesky cestují několik kilometrů od mraku bouřky. Mohou být obzvláště nebezpečné, protože se zdají pocházet z jasně modré oblohy.
Cyklista s helmou zažil za bezvětrného počasí s bezmračnou oblohou úder blesku do hlavy. Bylo zjištěno, že blesk pravděpodobně vznikl v bouřce, která byla asi 16 km vzdálená a zastíněna horami. Bije blesk vždy na nejvyšší objekt? Nikdy neříkej vždy! Blesk obvykle zasáhne nejvyšší objekt. Dává smysl, že nejvyšší objekt bude s největší pravděpodobností produkovat streamery nahoru, aby se spojil s vedoucím blesku dolů.Jaký typ elektřiny je blesk? Blesk je elektrostatický výboj doprovázený vyzařováním viditelného světla a jinými formami elektromagnetického záření. Kolik voltů a wattů je blesk? Blesk může mít 100 až 1 miliardu voltů a obsahuje miliardy wattů. Proč jsou kladné blesky považovány za nebezpečnější než běžnější záporně nabité šrouby? Nechcete narazit ani na jeden, ale pozitivní blesk může být považován za nebezpečnější, protože jeho špičkový elektrický proud je často silnější, doba trvání záblesku (pokračování) je obvykle delší a jeho špičkový náboj může být mnohem větší než negativní úder. Předpokládá se, že proud s delší dobou také zvyšuje pravděpodobnost zapálení požárů. Bije blesk z nebe dolů nebo ze země? Odpověď je obojí. Blesk mrak-země přichází z nebe dolů, ale část, kterou vidíte, přichází ze země nahoru. Typický záblesk mrak-země snižuje cestu negativní elektřiny (kterou nevidíme) směrem k zemi v sérii proudů. Předměty na zemi mají obvykle typický bouřkový náboj. (Náboj, který se hromadí na malé ploše zemského povrchu a objekty na něm, je určen síťovým nábojem nad ním, protože povrch Země je relativně vodivý a může pohybovat nábojem v reakci na bouřku.) Protože protiklady přitahují, vzhůru streamer je vyslán z objektu, který má být zasažen. Když se tyto dvě cesty setkají, zpětný tah zaskočí zpět k obloze. Je to zpětný tah, který produkuje viditelný záblesk, ale vše se děje tak rychle – za několik tisícin sekundy – takže lidské oko nevidí skutečnou tvorbu mrtvice. Přirozený blesk může také spustit výboje vzhůru z vysokého věže, jako vysílací antény. Další informace o oblaku-zemi (a dalších typech blesků) najdete na stránce Nepříznivé počasí 101: Typy blesků. Jak horký může blesk vytvořit vzduch? Energie z blesku ohřívá okolní vzduch kdekoli od 18 000 stupňů Fahrenheita až 60 000 stupňů Fahrenheita. Co způsobí, že blesk bude zbarven spíše než obvyklá bílá nebo modrá? Blesk se může jevit jako mnoho různých barev v závislosti na tom, čím světlo prochází, aby se dostalo do vašich očí. Ve sněhových bouřích, kde je poněkud vzácné, růžová a zelená jsou často popisovány jako barvy blesku. Zákal, prach, vlhkost, kapky deště a jakékoli jiné částice v atmosféře ovlivní barvu absorpcí nebo difrakcí části bílé světlo blesku. Jak Země těží z blesku? Země těží z blesku několika způsoby. Za prvé, bouře a blesk jsou součástí globálního elektrického obvodu Země. Bouřky a elektrifikované mraky jsou jako baterie, které způsobují, že Země má záporný náboj a atmosféra kladný náboj. Tím se udržuje elektrické pole za pěkného počasí, které je poblíž povrchu asi 100 V / m. Z celého povrchu Země (a kladných iontů směrem dolů z atmosféry) neustále proudí vzhůru stálý proud záporně nabitých iontů. Bouřky pomáhají přenášet záporné náboje zpět na Zemi (blesk je obecně záporně nabitý). Bez bouřek a blesků by elektrická rovnováha zemské atmosféry zmizela za 5 minut. Blesk také vyrábí chemikálie produkující ozon. Co se stane se zemí, když na ni udeří blesk? Když se blesk dotkne země, obvykle se stane, že spojí špínu a hlinku s oxidem křemičitým. Výsledkem je často skelná skála (nazývaná fulgurit) ve tvaru spletité trubice. Fulgurit se vyskytuje po celém světě, ale je poměrně vzácný. Barva závisí na minerálech v písku, který byl zasažen. Tvar v zemi je tvar cesty, po které následoval bleskový proud v zemi. Na této cestě také často dochází k poškození trávy.
Blesk, který cestuje po kmeni stromu, mění vodu na páru. Pokud se dostane pod kůru do povrchové vlhkosti dřeva, může rychle se rozvíjející pára odpálit kousky kůry a větví ze stromu a dřevo podél cesty je často zabito. Náboj nesený bleskem se poté rozptýlí podél povrchu Země. Pokud jste v blízkosti něčeho, co bylo zasaženo bleskem, jako je strom nebo plot, může být tento proces velmi nebezpečný, protože veškerý tento proud se nerozptýlí okamžitě. Blesk může zasáhnout strom, poté se rozvětvit a zasáhnout něco jiného, nebo poté, co proud projde kmenem stromu, může také cestovat bezprostředně okolním prostorem a do čehokoli nebo kohokoli v okolí. Tento proces je však poměrně rychlý, takže zem nebo cokoli, co bylo zasaženo, nezůstane poté elektricky nebezpečným.
Bleskový proud může proudit ještě dále vodou, kovovými ploty, elektrickým vedením nebo potrubím. Bleskový proud může vniknout do budovy a přenášet se pomocí vodičů nebo potrubí a poškodit vše, co jí stojí v cestě.Podobně může v městských oblastech zasáhnout tyč nebo strom a proud poté putuje do několika okolních domů a dalších struktur a vstupuje do nich prostřednictvím elektroinstalace nebo vodovodní instalace. Může blesk udeřit dvakrát na stejné místo? Blesk zasáhne stejné místo (nebo téměř stejné místo) více než jednou, na rozdíl od lidové moudrosti. Může to být jednoduše statistická náhoda (tj. Se všemi blesky, které nastanou, nakonec blesk udeří někde poblíž předchozího úderu blesku během krátké doby). Může se také stát, že něco na webu způsobí, že bude o něco pravděpodobnější, že bude zasažen. Když blesk něco zasáhne na zem, typicky zasažený objekt vysílá slabý kanál nahoru, který se připojuje k dolů se vyvíjejícímu blesku a vytváří spojení se zemí. Vyšší objekty produkují směrem nahoru kanál spíše než kratší objekty. Je však také možné, že něco, co místně ovlivňuje schopnost země vést elektřinu (jako je obsah soli nebo vlhkosti v zemi v té době, přítomnost nebo nepřítomnost horniny, stojaté vody, potrubí nebo jiných kovových předmětů v země), tvar terénu, tvar listí nebo větviček nebo něco jiného může zvýšit pravděpodobnost, že bude konkrétní místo zasaženo. Kdy a kde nejčastěji udeří blesk? Blesk pochází z mateřského mraku cumulonimbus. Tato bouřková mračna se tvoří všude tam, kde je dostatek pohybu vzduchu vzhůru, konvekční nestabilita a vlhkost k vytvoření hlubokého mračna, které dosahuje až úrovní chladnějších než mráz.
Tyto podmínky jsou nejčastěji splněny v teplém období (jaro, léto, počátkem podzimu). Obecně platí, že pevnina USA má klesající množství blesků směrem na severozápad. Po celý rok je nejvyšší frekvence blesků typu mrak-země na Floridě mezi Tampou a Orlandem. Je to způsobeno přítomností velkého obsahu vlhkosti v atmosféře v nízkých úrovních (pod 5 000 stop) po mnoho dní v průběhu roku a také vysokými povrchovými teplotami, které vytvářejí podél pobřeží Floridy silný mořský vánek. Západní hory USA také produkují silné pohyby nahoru a přispívají k častým bleskům z mraku na zem. Vyskytují se také vysoké frekvence podél pobřeží Mexického zálivu, pobřeží Atlantiku na jihovýchodě USA a do vnitrozemí od zálivu. V regionech podél západního pobřeží Tichého oceánu je nejméně blesků mezi oblaky a zemí. Jak se bouře elektrifikují? Mraky elektrifikují, když silné proudy (poháněné konvektivní nestabilitou a vlhkostí) vytvářejí směs větších ledových částic (graupel), malých ledových krystalů a podchlazených kapalných vodních kapek a ledových krystalů při teplotách nižších než bod mrazu (0 ° C). V tomto prostředí odrazové srážky mezi krystaly ledu graupel způsobují přenos náboje mezi částice. Toto se nazývá neindukční proces, protože k polarizaci částic nevyžaduje již existující elektrické pole. Přesné fyzikální mechanismy nejsou zcela pochopeny, ale zahrnuje přenos hmoty z jedné částice na druhou a známka náboje závisí na teplotě a rychlostech růstu částic. Graupel a krystaly získávají opačné známky náboje a poté vytvářejí samostatné oblasti náboje, protože graupel klesá rychleji v proudu proudu.
Sekundární proces může nastat, když se zvyšuje elektrická pole a způsobují polarizaci kapiček (ionty v kapičkách poháněné elektrické pole proti stranám kapičky). Pokud část kapičky zamrzne na ledovou částici a zbytek se odtrhne, může led zachytit určitý čistý náboj iontů z kapky. Toto je známé jako indukční proces, protože to vyžaduje značné elektrické pole. Děje se během zimy blesk? Blesk se v zimě vyskytuje méně často, protože v atmosféře není tolik nestability a vlhkosti jako v létě. Tyto dvě složky společně vytvářejí konvektivní bouře, které mohou vytvářet blesky. Bez nestability a vlhkosti jsou silné bouřky nepravděpodobné.
Během zimy je povrch země chladnější, protože na zahřátí není tolik slunečního vytápění. Bez teplých povrchových teplot by povrchový vzduch v atmosféře příliš nevzrostl. Tudíž by se nevyvinuly druhy hlubokých (8–15 km hlubokých) bouřek, které se vyvíjejí v létě.
Teplý vzduch více vodní páry. A když se vodní pára zkondenzuje na kapalný oblak vody, uvolní se latentní teplo, které způsobí bouřku. Takže teplý vlhký vzduch v blízkosti povrchu (a správné podmínky nahoře vám dávají spoustu nestability) může vést k hlubokému proudění, které může vést k výbojům blesku. Co je thundersnow? Přestože jsou v zimě bouřky méně časté, někdy se během sněhových bouří mohou vyskytnout blesky.Nazývá se bouřka, relativně silná nestabilita a hojná vlhkost se nacházejí spíše nad povrchem, například nad teplou frontou, než na povrchu, kde může být pod bodem mrazu. Thundersnow je někdy pozorován po proudu od Velkého slaného jezera a Velkých jezer také během sněhových bouří s efektem jezera. Kolik záblesků za rok? Ve spojitých 48 státech bylo každý rok detekováno průměrně 20 000 000 záblesků typu mrak-země, protože síť pro detekci blesků (NLDN) pokrývala všechny kontinentální USA v roce 1989. Kromě toho asi polovina všech záblesků obsahuje více než jeden bod úderu na zem, takže v USA je každý rok v průměru zasaženo nejméně 30 milionů bodů na zemi. Kromě záblesků mrak-země je zde zhruba 5 až 10krát více záblesků mraků než pozemních. Jak mohu zůstat v bezpečí před bleskem? Národní meteorologická služba společnosti NOAA je vynikajícím zdrojem informací o vnitřní a venkovní bezpečnosti před bleskem a bleskových rizicích. Jaká je pravděpodobnost, že vás blesk zasáhne? Podle NWS je šance, že v daném období dojde k zasažení jednotlivce v USA. rok je jeden z 1,2 milionu. Pravděpodobnost, že během svého života uhodnete (odhaduje se na 80 let), je 1 z 15 300. Další informace o tom, odkud tato čísla pocházejí, najdete na webových stránkách Národní meteorologické služby. Hodně záleží na vaší expozici Můžete však snížit riziko úderu blesku tím, že půjdete do dobrého přístřešku, jako je uzavřená budova (viz odkaz výše), pokud je ve vaší blízkosti bouřka! Nejnebezpečnějšími obdobími bouře mohou být začátek a konec blesku. Pokud je první záblesk CG, přijde bez jakéhokoli varování z předchozího hromu. Poslední záblesk bouře může přijít mnoho minut po předposledním záblesku, takže je důležité počkat dostatečně dlouho na podmínky bezpečné znovu. Kde mohu získat informace o úderu blesku, ke kterému dojde v mé oblasti? Existuje několik společností, které shromažďují a archivují tato data, včetně společností Vaisala a Earth Networks, které provozují sítě ve Spojených státech. Ve skutečnosti nakupujeme blesková data sami (nemáme prostředky na údržbu naší vlastní sítě) a máme přísná pravidla, jak je můžeme používat.