Vakava sää 101
Usein kysyttyjä kysymyksiä salamasta
Mikä on salama? Salama on valtava sähkön kipinä ilmakehässä pilvien, ilman tai maan välillä. Kehityksen alkuvaiheissa ilma toimii eristeenä positiivisten ja negatiivisten varausten välillä pilvessä sekä pilven ja maan välillä. Kun päinvastaiset varaukset kertyvät tarpeeksi, tämä ilman eristyskapasiteetti hajoaa ja sähkö purkautuu nopeasti, jonka tunnemme salamana. (Todellinen hajoamisprosessi on edelleen huonosti ymmärretty.) Ilman hajoaminen luo ioneja ja vapaita elektroneja, jotka kulkevat johtavaa kanavaa pitkin. Tämä virtaus tasoittaa väliaikaisesti ilmakehän varautuneet alueet, kunnes vastakkaiset varaukset muodostuvat jälleen.
Ukkosmyrskyjen salama alkaa voimakkaassa sähkökentässä vastakkaisten latausten välillä myrskypilven sisällä, ja se voi pysyä kokonaan pilven sisällä (pilven sisäinen salama), kun latausalueet ovat saman vahvuisia (tasapainossa) tai voivat saavuttaa maan (pilvi) maan salama), kun yksi alueista on paljon vahvempi kuin toinen (epätasapainoinen).
Salama on yksi vanhimmista havaituista luonnonilmiöistä maan päällä. Se näkyy tulivuorenpurkauksissa, erittäin voimakkaissa metsäpaloissa (pyrocumulonimbus-pilvet), pinnan ydinräjähdyksissä, voimakkaissa lumimyrskyissä, suurissa hurrikaaneissa ja ilmeisesti ukkosmyrskyissä. Mitä pilvivalot ovat? Pilvisalama on salama, joka tapahtuu pilven sisällä, kulkee pilven osasta toiseen, ja jotkut kanavat voivat levitä puhtaaseen ilmaan. Mikä on ”askeljohtaja”? Porrastettu johtaja on alaspäin suuntautuvan salamakanavan kehittäminen. Erityisesti negatiivisesti varautuneet salamakanavat eivät etene jatkuvasti, vaan suhteellisen lyhyissä ”vaiheissa”, joissa edessä oleva ilma ionisoituu useina matalan johtavuuden ”virtana”. Virtaimesta, joka kehittää enemmän virtaa ja parempaa johtokykyä, voi tulla seuraava vaihe, joka yhdistää ”johtaja” -kanavaan. Onko mahdollista saada ukkosta ilman salamaa? Ei, ukkosta ei ole mahdollista saada ilman salamaa. Ukkonen alkaa räjähdysmäisesti laajenevan salamakanavan iskuaallona, kun suuri virta aiheuttaa nopean kuumenemisen. On kuitenkin mahdollista, että saatat nähdä salamoita etkä kuulla ukkosta, koska se oli liian kaukana. Joskus tätä kutsutaan ”lämpösalamaksi”, koska se esiintyy useimmiten kesällä. Tuottaako salama aina ukkosta? Ukkosmyrskyillä on aina salama (ukkonen johtuu salamasta, eikä ukkosta voi olla ilman ukkosta!), voit saada salamaa ilman ukkosta. Salama näkyy myös tulivuorenpurkauksissa pinnan ydinräjähdyksissä ja voimakkaissa lumimyrskyissä (”ukkoslumi”). Mikä aiheuttaa ukkosen? Ukkosmyrsky johtuu salamasta. Edellä mainitun paluuliikkeen aiheuttama salaman salaman kirkas valo edustaa suurta Tämä energia lämmittää kanavan ilman yli 50000 ° F: seen vain muutamassa miljoonasosassa sekunnissa! Ilmaan, joka on nyt lämmitetty niin korkeaan lämpötilaan, ei ollut aikaa laajentua, joten se on nyt hyvin korkea paine. Korkeapaineilma laajenee sitten ulospäin ympäröivään ilmaan puristaen sen ja aiheuttaen häiriön, joka etenee kaikkiin suuntiin poispäin iskusta. Häiriö on ensimmäisten 10 jaardin iskuaalto, jonka jälkeen siitä tulee tavallinen ääniaalto , tai ukkonen.
Mikä on kuiva salama? Kuiva salama on salama, joka tapahtuu lähellä sateita. NOAA-myrskynennustekeskus antaa säännöllisesti ennusteita kuivalle salamalle, koska tällainen aiheuttaa todennäköisemmin metsäpaloja. Mikä on ”pultti sinisestä”? ”Pultti sinisestä” on pilvi-maa-salama, joka tyypillisesti tulee ukkospilven sivulta, kulkee suhteellisen suuren matkan kirkkaassa ilmassa pois myrskypilvestä , ja sitten kulmat alaspäin ja osuu maahan. Näiden salamavalojen on dokumentoitu kulkevan useita mailia pois ukkospilvestä. Ne voivat olla erityisen vaarallisia, koska ne näyttävät tulevan kirkkaalta siniseltä taivaalta.
Kypäräpyöräilijä koki salamaniskun päähän hyvissä sääolosuhteissa pilvettömällä taivaalla. Todettiin, että pultti johtui todennäköisesti ukkosmyrskystä, joka oli noin 16 km: n (noin kymmenen mailin) päässä ja vuorten peitossa. Iskeekö salama aina korkeinta esinettä? Älä koskaan sano aina! Salama iski yleensä korkeimpaan esineeseen. On järkevää, että korkein esine tuottaa todennäköisesti ylöspäin suuntautuvia virtaviivoja yhteyden muodostamiseksi alaspäin suuntautuvaan salaman johtajaan.Minkä tyyppinen sähkö on salama? Salama on sähköstaattinen purkaus, johon liittyy näkyvän valon ja muunlaisen sähkömagneettisen säteilyn säteilyä. Kuinka monta volttia ja wattia on salama? Salama voi olla 100–1 miljardia volttia, ja se sisältää miljardeja wattia. Miksi positiivisia salamoita pidetään vaarallisempina kuin yleisempiä negatiivisesti varautuneita pultteja? Et halua törmätä kumpaakaan, mutta positiivista salamaa voidaan pitää vaarallisempana, koska sen huippu sähkövirta on usein voimakkaampi, salaman kesto (jatkuu) on yleensä pidempi ja sen huippuvaraus voi olla paljon suurempi kuin negatiivinen isku. Pitkäkestoisen virran uskotaan myös lisäävän tulipalojen todennäköisyyttä. Iskeekö salama taivaalta alas vai maasta ylöspäin? Vastaus on molemmat. Pilvestä maahan salama tulee taivaalta alaspäin, mutta osa, jonka näet, tulee maasta ylöspäin. Tyypillinen pilvi-maa-salama laskee negatiivisen sähkön polun (jota emme voi nähdä) kohti maata sarjana spurtteja. Maalla olevilla esineillä on yleensä positiivinen varaus tyypillisessä ukkosmyrskyssä. (Pienelle alueelle maapallon pintaan ja sen esineisiin muodostuva varaus määräytyy sen yläpuolella olevasta nettovarauksesta, koska maapallon pinta on suhteellisen johtava ja voi siirtää varausta vasteena ukkosmyrskylle.) Koska vastakohdat houkuttelevat, ylöspäin suuntautuva suoratoistolaite lähetetään iskeytyvältä esineeltä. Kun nämä kaksi polkua kohtaavat, paluuliike vetää takaisin taivaalle. Paluuliike tuottaa näkyvän salaman, mutta kaikki tapahtuu niin nopeasti – muutamassa tuhannesosassa sekunnissa -, joten ihmissilmä ei näe aivohalvauksen todellista muodostumista. Luonnollinen salama voi myös laukaista ylöspäin tulevia iskuja tornit, kuten lähetysantennit. Lisätietoja pilvi-maa (ja muun tyyppisistä salamoista) on sivulla Vakava sää 101: Salamatyypit -sivulla. Kuinka kuuma salama voi saada ilman? Salaman energia lämmittää ympäröivää ilmaa noin 18 000: sta Fahrenheit-astetta jopa 60 000 Fahrenheit-astetta. Mikä aiheuttaa salaman värjäytymisen tavallisen valkoisen tai sinisen sijasta? Salama voi näyttää olevan useita eri värejä riippuen siitä, minkä läpi valo kulkee päästäksesi silmäsi. hieman harvinaisia, vaaleanpunaista ja vihreää kuvataan usein salaman väreinä.Sumu, pöly, kosteus, sadepisarat ja muut ilmakehän hiukkaset vaikuttavat väriin absorboimalla tai diffraktoimalla osan valkoisesta salaman valo. Kuinka maapallo hyötyy salamasta? Maa hyötyy salamasta monin tavoin. Ensinnäkin ukkosmyrskyt ja salamat ovat osa maapallon maailmanlaajuista sähköpiiriä. Ukkosmyrskyt ja sähköistetyt pilvet ovat kuin paristoja, jotka aiheuttavat maapallon negatiivisen varauksen ja ilmakehän positiivisen varauksen. Tämä ylläpitää reilun sään sähkökenttää, joka on noin 100 V / m lähellä pintaa. Maapallon koko pinnasta (ja positiivisista ioneista alaspäin ilmakehästä) virtaa aina tasainen negatiivisesti varautuneiden ionien virta. Ukkosmyrskyt auttavat siirtämään negatiiviset varaukset takaisin maahan (salama on yleensä negatiivisesti varautunut). Ilman ukkosta ja salamaa maapallon ja ilmakehän sähköinen tasapaino katoaa 5 minuutissa. Salama tekee myös otsonia tuottavia kemikaaleja. Mitä tapahtuu maalle, kun salama iski siihen? Salamien iskeytyessä maahan on yleensä se, että se sulattaa lian ja savet piihappoihin. Tuloksena on usein kierteisen putken muotoinen lasimainen kivi (kutsutaan fulguriitiksi). Fulguriittia on löydetty kaikkialta maailmasta, mutta se on suhteellisen harvinaista. Väri riippuu iskeytyneen hiekan mineraaleista. Maan muoto on sen polun muoto, jota salama kulkee maassa. Myös tällä polulla on usein ruohovaurioita.
Puun runkoa pitkin kulkeva salama muuttaa veden höyryksi. Jos se pääsee kuoren alle puun pintakosteuteen, nopeasti laajeneva höyry voi räjähtää puusta kuorenpaloja ja oksia, ja polun varrella oleva puu tapetaan usein. Salaman kuljettama varaus hajoaa sitten pitkin maan pinnalle. Jos olet lähellä salamaa, kuten puuta tai aidaa, tämä prosessi voi olla erittäin vaarallinen, koska kaikki tämä virta ei haihdu välittömästi. Salama voi osua puuhun, sitten haarautua ja osua johonkin muuhun, tai sen jälkeen kun virta kulkee puunrungon läpi, se voi kulkea myös välittömästi ympäröivän alueen läpi ja mihin tahansa tai kenenkään lähellä olevaan. Tämä prosessi on kuitenkin melko nopea, joten maa tai mikä tahansa osuma ei jää sähköisesti vaaralliseksi jälkikäteen.
Salamavirta voi kulkea vielä kauemmas veden, metalliaitojen, sähkölinjojen tai putkistojen läpi. Salamavirta voi päästä rakennukseen ja siirtyä johtojen tai putkistojen kautta ja vahingoittaa kaikkea sen polulla.Samoin kaupunkialueilla se voi iskeä pylvääseen tai puuhun ja virta kulkee sitten useisiin läheisiin taloihin ja muihin rakenteisiin ja pääsee niihin johdotuksen tai putkiston kautta. Voiko salama iskeä samaan paikkaan kahdesti? Salama osui samaan pisteeseen (tai melkein samaan pisteeseen) useammin kuin kerran, toisin kuin kansan viisaus. Se voi olla yksinkertaisesti tilastollinen paisunta (ts. Kaikella salamalla, joka tapahtuu, salama iskee lopulta lähelle edellistä salamaniskua lyhyessä ajassa). Saattaa myös olla, että jokin sivustosta tekee siitä jonkin verran todennäköisemmän iskuttua. Tyypillisesti, kun salama iski jotain maahan, iskeytynyt esine lähettää heikon kanavan ylöspäin, joka liittyy alaspäin kehittyvään salamaan ja luo yhteyden maahan. Korkeammat kohteet tuottavat todennäköisemmin kuin lyhyet objektit ylöspäin suuntautuvan kanavan. Mutta on myös mahdollista, että jotain, joka vaikuttaa paikallisesti maan kykyyn johtaa sähköä (kuten maan suola- tai kosteuspitoisuus tuolloin, kiven, seisovan veden, putkien tai muiden metalliesineiden läsnäolo tai puuttuminen) maa), maaston muoto, lehtien tai oksien muoto tai jokin muu saattaa tehdä tietystä sijainnista todennäköisempää kuin toinen lähellä oleva paikka. Milloin ja missä salama iski useimmiten? Salama tulee kumpupilven vanhemmasta pilvestä. Nämä ukkosmyrskyt muodostuvat kaikkialla, missä on riittävästi ylöspäin suuntautuvaa ilmaliikennettä, konvektiivista epävakautta ja kosteutta tuottamaan syvä pilvi, joka saavuttaa jopa jäätymistä kylmempää tasoa.
Nämä olosuhteet täyttyvät useimmiten lämpiminä vuodenaikoina (kevät, kesä, alkusyksy). Yleensä Yhdysvaltojen mantereella on laskeva salaman määrä luoteeseen päin. Koko vuoden korkein pilvi-maa-salama taajuus on Floridassa Tampan ja Orlandon välillä. Tämä johtuu siitä, että ilmakehässä on monta päivää vuoden aikana suuri kosteuspitoisuus matalalla tasolla (alle 5000 jalkaa), sekä korkeat pintalämpötilat, jotka tuottavat voimakkaita merituulia Floridan rannikolla. Yhdysvaltojen läntiset vuoret tuottavat myös voimakkaita ylöspäin suuntautuvia liikkeitä ja myötävaikuttavat usein pilvestä maahan salamiin. Meksikonlahden rannikolla, Atlantin rannikolla Yhdysvaltain kaakkoisosassa ja sisämaahan lahdelta löytyy myös korkeita taajuuksia. Tyynenmeren länsirannikolla sijaitsevilla alueilla on vähiten pilvestä maahan salamoita. Kuinka myrskyt sähköistyvät? Pilvet sähköistyvät, kun voimakkaat nousut (konvektiivisen epävakauden ja kosteuden ansiosta) tuottavat suurempien jäähiukkasten (graupel), pienten jääkiteiden ja ylijäähdytettyjen nestemäisten vesipisaroiden ja jääkiteiden seoksen alle jäätymislämpötilassa (0 ° C). Tässä ympäristössä graupelin jääkiteiden palautuvat törmäykset aiheuttavat varauksen siirtymisen hiukkasten välillä. Tätä kutsutaan ei-induktiiviseksi prosessiksi, koska se ei vaadi ennalta olemassa olevaa sähkökenttää hiukkasten polarisoimiseksi. Tarkkoja fysikaalisia mekanismeja ei ole täysin ymmärretty, mutta siihen liittyy massan siirtyminen hiukkasesta toiseen, ja varauksen merkki riippuu lämpötilasta ja hiukkasten kasvunopeuksista. Graupel ja kiteet saavat vastakkaisia varauksen merkkejä, ja sitten ne muodostavat erilliset varausalueet, kun graupel putoaa nopeammin nousuputkessa.
Toissijainen prosessi voi tapahtua, kun sähkökentät lisääntyvät ja aiheuttavat pisaroiden polarisaation (ionien toimesta pisaroissa sähkökenttä pisaran sivujen vastustamiseksi). Jos osa pisarasta jäätyy jäähiukkaselle ja loput hajoaa, jää voi siepata pisarasta peräisin olevan ionien nettopanoksen. Tätä kutsutaan induktiiviseksi prosessiksi, koska se vaatii huomattavan sähkökentän esiintymisen. Tapahtuuko salama talvella? Salama tapahtuu talvella harvemmin, koska ilmakehässä ei ole niin paljon epävakautta ja kosteutta kuin kesällä. Nämä kaksi ainesosaa tekevät yhdessä konvektiivisia myrskyjä, jotka voivat tuottaa salamaa. Ilman epävakautta ja kosteutta voimakkaat ukkosmyrskyt ovat epätodennäköisiä.
Talvella maan pinta on viileämpi, koska aurinko ei lämmitä niin paljon sen lämmittämiseksi. Ilman lämpimiä pintalämpötiloja pinnan lähellä oleva ilma ei nouse ilmakehässä kovin pitkälle. Siksi kesällä kehittyvät syvät (8-15 km syvät) ukkosmyrskyt eivät kehittyisi.
Lämmin ilma pitää enemmän vesihöyryä. Ja kun vesihöyry tiivistyy nestemäisiksi vesipilvipisaroiksi, vapautuu piilevää lämpöä, joka ruokkii ukkosta. Joten lämmin, kostea ilma pinnan lähellä (ja oikeat olosuhteet, jotka antavat sinulle paljon epävakautta) voi johtaa syvään konvektioon, mikä voi aiheuttaa salaman purkautumista. Mikä on ukkosen lumi? Vaikka ukkosta esiintyy harvemmin talvella, lumimyrskyssä voi joskus esiintyä salamoita.Auringon lumeksi kutsutaan suhteellisen voimakasta epävakautta ja runsasta kosteutta pinnan yläpuolelta, kuten lämpimän rintaman yläpuolelta, eikä pinnalta, jolla se voi olla pakkasen alapuolella. Thundersnowia havaitaan joskus alavirtaan Suuresta suolajärvestä ja Suurista järvistä myös järvivaikutteisten lumimyrskyjen aikana. Kuinka monta välähdystä vuodessa on? Vierekkäisten 48 osavaltion alueella on havaittu keskimäärin 20 000 000 pilvi-maa-välähdystä vuodessa, koska salamanilmaisuverkko (NLDN) peitti koko Yhdysvaltojen mannerosan vuonna 1989. Lisäksi noin puolella kaikista välähdyksistä on useampi kuin yksi törmäyspiste, joten Yhdysvalloissa saavutetaan keskimäärin vähintään 30 miljoonaa pistettä maassa vuosittain. Pilvistä maahan -välähdysten lisäksi pilvisalamoita on noin 5-10 kertaa niin paljon kuin maassalamoita. Kuinka voin pysyä turvassa salamalta? NOAA: n kansallinen sääpalvelu on erinomainen tietolähde sisä- ja ulkotilojen salaman turvallisuudesta ja salaman riskeistä. Mitkä ovat salamavalon todennäköisyydet? NWS: n mukaan Yhdysvaltain yksilön mahdollisuus iskeytyä tietyn ajan kuluessa vuosi on yksi 1,2 miljoonasta. Todennäköisyytesi saada elämäsi aikana (arviolta 80 vuotta) on 1 15 300: sta. Voit lukea lisää siitä, mistä nämä luvut tulevat, kansallisen sääpalvelun verkkosivustolta. Paljon riippuu altistumisestasi Voit kuitenkin vähentää salamaniskun riskiä menemällä hyvään suojaan, kuten suljettuun rakennukseen (katso yllä oleva linkki), jos lähelläsi on ukkosta! Myrskyn vaarallisimmat ajat voivat olla alku ja loppu salaman tuotanto. Jos ensimmäinen salama on CG, se tulee ilman edellisen ukkosen varoitusta. Viimeinen myrskyn salama voi tulla useita minuutteja edellisen viimeisen salaman jälkeen, joten on tärkeää odottaa tarpeeksi kauan olosuhteet ovat turvallisia uudelleen. Mistä saan tietoa alueeni salamaniskusta? On useita yrityksiä, jotka keräävät ja arkistoivat näitä tietoja, mukaan lukien Vaisala ja Earth Networks, jotka ylläpitävät verkkoja Yhdysvalloissa. Itse ostamme salamatietoja itse (meillä ei ole varoja oman verkon ylläpitoon) ja meillä on tiukat säännöt siitä, kuinka voimme käyttää niitä.