Zwaar weer 101
Veelgestelde vragen over bliksem
Wat is bliksem? Bliksem is een gigantische vonk van elektriciteit in de atmosfeer tussen wolken, de lucht of de grond. In de vroege stadia van ontwikkeling fungeert lucht als een isolator tussen de positieve en negatieve ladingen in de wolk en tussen de wolk en de grond. Wanneer de tegenovergestelde ladingen voldoende worden opgebouwd, valt dit isolerende vermogen van de lucht uiteen en is er een snelle ontlading van elektriciteit die we kennen als bliksem. (Het eigenlijke afbraakproces wordt nog steeds slecht begrepen.) De luchtafbraak creëert ionen en vrije elektronen die door het geleidende kanaal reizen. Deze stroom vloeit tijdelijk de geladen gebieden in de atmosfeer gelijk totdat de tegengestelde ladingen zich weer opbouwen.
Bliksem van onweersbuien begint in een sterk elektrisch veld tussen tegengestelde ladingen in de onweerswolk en kan volledig binnen de wolk blijven (bliksem binnen de wolken) wanneer de ladingsgebieden dezelfde sterkte hebben (gebalanceerd) of de grond kunnen bereiken (wolk blikseminslag) wanneer een van de regios veel sterker is dan de andere (ongebalanceerd).
Bliksem is een van de oudste waargenomen natuurverschijnselen op aarde. Het is te zien bij vulkaanuitbarstingen, extreem intense bosbranden (pyrocumulonimbuswolken), nucleaire ontploffingen aan het oppervlak, zware sneeuwstormen, bij grote orkanen en uiteraard onweersbuien. Wat zijn wolkflitsen? Een wolkflits is een bliksem die zich in de wolk voordoet, van het ene deel van een wolk naar het andere reist, en sommige kanalen kunnen zich uitstrekken tot in de heldere lucht. Wat is een “getrapte leider?” Een getrapte leider is de ontwikkeling van het neerwaartse bliksemkanaal. Vooral negatief geladen bliksemkanalen planten zich niet continu voort, maar in relatief korte “stappen” waarbij de lucht voor ons wordt geïoniseerd als meerdere laaggeleidende “streamers”. Een streamer die meer stroom en betere geleiding ontwikkelt, kan de volgende stap worden die verbinding maakt met het “leider” -kanaal. Is het mogelijk om onweer te hebben zonder bliksem? Nee, het is niet mogelijk om onweer te hebben zonder bliksem. Donder begint als een schokgolf van het explosief uitbreidende bliksemkanaal wanneer een grote stroom een snelle opwarming veroorzaakt. Het is echter mogelijk dat u bliksem ziet en het onweer niet hoort omdat het te ver weg was. Soms wordt dit “hittebliksem” genoemd omdat het het meest voorkomt in de zomer. Wordt bliksem altijd veroorzaakt door onweer? Onweersbuien hebben altijd bliksem (onweer wordt veroorzaakt door bliksem, en je kunt “geen onweer hebben zonder onweer!), Maar je kunt bliksem hebben zonder onweer. Bliksem is ook te zien bij vulkaanuitbarstingen, oppervlakkige nucleaire ontploffingen en bij zware sneeuwstormen (“dondersneeuw”). Wat veroorzaakt onweer? Donder wordt veroorzaakt door bliksem. Het heldere licht van de bliksemflits veroorzaakt door de hierboven genoemde terugslag Deze energie verwarmt de lucht in het kanaal tot boven 50.000 ° F in slechts een paar miljoensten van een seconde! De lucht die nu tot zon hoge temperatuur wordt verwarmd, had geen tijd om uit te zetten, dus het is nu hoge druk. De hogedruklucht expandeert vervolgens naar buiten in de omringende lucht en comprimeert deze en veroorzaakt een storing die zich voortplant in alle richtingen weg van de slag. De storing is een schokgolf voor de eerste 10 meter, waarna het een gewone geluidsgolf wordt , of donder.
Wat is droge bliksem? Droge bliksem is bliksem die optreedt zonder dat er regen in de buurt is. Het NOAA Storm Prediction Center geeft routinematig prognoses voor droge bliksem omdat dit soort eerder bosbranden veroorzaakt. Wat is een “bout uit het blauw”? Een “bout uit het blauw” is een wolk-naar-grondflits die typisch uit de zijkant van de onweerswolk komt, een relatief grote afstand aflegt in heldere lucht, weg van de stormwolk , en buigt dan naar beneden en raakt de grond. Van deze bliksemflitsen is gedocumenteerd dat ze een aantal mijlen verwijderd zijn van de onweerswolk. Ze kunnen vooral gevaarlijk zijn omdat ze uit een helderblauwe lucht lijken te komen.
Een fietser met helm kreeg een blikseminslag op het hoofd onder mooie weersomstandigheden met een wolkenloze lucht. Er werd vastgesteld dat de grendel waarschijnlijk is ontstaan tijdens een onweersbui op ongeveer 16 km afstand en verduisterd door bergen. Valt de bliksem altijd op het hoogste object? Zeg nooit altijd! De bliksem valt meestal op het hoogste object. Het is logisch dat het hoogste object hoogstwaarschijnlijk opwaartse streamers produceert om verbinding te maken met de neerwaartse bliksemleider.Wat voor soort elektriciteit is bliksem? Bliksem is een elektrostatische ontlading die gepaard gaat met de emissie van zichtbaar licht en andere vormen van elektromagnetische straling. Hoeveel volt en watt zijn er in bliksem? Bliksem kan 100 miljoen tot 1 miljard volt hebben en miljarden watt bevatten. Waarom worden positieve bliksemschichten als gevaarlijker beschouwd dan de meer gebruikelijke negatief geladen bouten? U wilt geen van beide tegenkomen, maar positieve bliksem kan als gevaarlijker worden beschouwd omdat de elektrische piekstroom vaak sterker is, de flitsduur (continu) langer is en de pieklading veel groter kan zijn dan een negatieve inslag. Aangenomen wordt dat de stroom met een langere duur het ook waarschijnlijker maakt om branden te ontsteken. Valt de bliksem uit de lucht naar beneden of van de grond naar boven? Het antwoord is beide. Bliksem van wolk tot grond komt vanuit de lucht naar beneden, maar het deel dat je ziet, komt van de grond omhoog. Een typische wolk-naar-grondflits verlaagt een pad van negatieve elektriciteit (die we niet kunnen zien) naar de grond in een reeks spurts. Voorwerpen op de grond hebben over het algemeen een positieve lading tijdens een typisch onweer. (De lading die zich ophoopt in een klein deel van het aardoppervlak en de objecten erop wordt bepaald door de nettolading erboven, aangezien het aardoppervlak relatief geleidend is en lading kan verplaatsen als reactie op het onweer.) Aangezien tegenpolen elkaar aantrekken, kan een een opwaartse streamer wordt uitgezonden vanaf het object dat op het punt staat te worden geraakt. Wanneer deze twee paden elkaar ontmoeten, ritst een terugslag terug naar de lucht. Het is de teruggaande slag die de zichtbare flits produceert, maar het gebeurt allemaal zo snel – in een paar duizendsten van een seconde – dat het menselijk oog de daadwerkelijke vorming van de slag niet ziet. Natuurlijke bliksem kan ook opwaartse ontladingen veroorzaken van hoge torens, zoals uitzendantennes. Ga voor meer informatie over wolk-aarde (en andere soorten bliksem) naar de pagina Severe Weather 101: Lightning Types. Hoe heet kan bliksem de lucht maken? Energie van bliksem verwarmt de omringende lucht ergens tussen de 18.000 graden Fahrenheit tot wel 60.000 graden Fahrenheit. Wat zorgt ervoor dat bliksem wordt gekleurd in plaats van het gebruikelijke wit of blauw? Bliksem kan veel verschillende kleuren lijken te hebben, afhankelijk van waar het licht doorheen reist om in je ogen te komen. In sneeuwstormen, waar het is ietwat zeldzaam, roze en groen worden vaak beschreven als bliksemkleuren. Waas, stof, vocht, regendruppels en andere deeltjes in de atmosfeer zullen de kleur beïnvloeden door een deel van het wit te absorberen of af te breken. licht van bliksem. Hoe profiteert de aarde van bliksem? De aarde profiteert op verschillende manieren van bliksem. Ten eerste maken onweersbuien en bliksem deel uit van het wereldwijde elektrische circuit van de aarde. Onweersbuien en geëlektrificeerde wolken zijn als batterijen die ervoor zorgen dat de aarde een negatieve lading heeft en de atmosfeer een positieve lading. Dit houdt het elektrische veld bij mooi weer in stand, dat ongeveer 100 V / m nabij het oppervlak is. Er is altijd een gestage stroom van negatief geladen ionen die vanaf het hele aardoppervlak naar boven stromen (en positieve ionen naar beneden vanuit de atmosfeer). Onweersbuien helpen de negatieve ladingen terug te brengen naar de aarde (bliksem is over het algemeen negatief geladen). Zonder onweer en bliksem zou de elektrische balans aarde-atmosfeer binnen 5 minuten verdwijnen. Bliksem maakt ook chemicaliën die ozon produceren. Wat gebeurt er met de grond als de bliksem erop valt? Wat de neiging heeft te gebeuren als de bliksem de grond raakt, is dat het vuil en klei in siliciumdioxide versmelt. Het resultaat is vaak een glasachtige rots (een fulguriet genoemd) in de vorm van een ingewikkelde buis. Fulguriet is over de hele wereld gevonden, maar is relatief zeldzaam. De kleur is afhankelijk van de mineralen in het aangeslagen zand. De vorm in de grond is de vorm van het pad dat de bliksemstroom in de grond volgde. Langs dit pad is er vaak ook schade aan grassen.
Bliksem die door een boomstam reist, verandert water in stoom. Als het onder de schors in het oppervlaktevocht van het hout terechtkomt, kan de snel uitbreidende stoom stukken schors en takken uit de boom blazen en wordt het hout langs het pad vaak gedood. oppervlak van de aarde. Als u in de buurt bent van iets dat door de bliksem is getroffen, zoals een boom of een hek, kan dit proces erg gevaarlijk zijn omdat al deze stroom niet onmiddellijk wordt afgevoerd. De bliksem kan een boom raken en zich vervolgens vertakken en iets anders raken, of nadat de stroom door de boomstam reist, kan deze ook door de directe omgeving reizen en naar alles of iedereen in de buurt. Dit proces is echter vrij snel, dus de grond of wat dan ook is geraakt, blijft achteraf niet elektrisch gevaarlijk.
De bliksemstroom kan nog verder gaan door water, metalen hekken, hoogspanningsleidingen of sanitair. Bliksemstroom kan een gebouw binnendringen en via draden of loodgieterswerk worden overgedragen en alles op zijn pad beschadigen.Evenzo kan het in stedelijke gebieden een paal of boom raken en de stroom gaat dan naar verschillende nabijgelegen huizen en andere structuren en komt deze binnen via bedrading of loodgieterswerk. Kan de bliksem twee keer op dezelfde plaats inslaan? Bliksem treft dezelfde plek (of bijna dezelfde plek) meer dan eens, in tegenstelling tot de volkswijsheid. Het kan gewoon een statistische toevalstreffer zijn (d.w.z. met alle bliksem die optreedt, zal de bliksem uiteindelijk binnen een korte tijd ergens in de buurt van een eerdere blikseminslag inslaan). Het kan ook zijn dat iets aan de site ervoor zorgt dat de kans dat hij wordt geslagen iets groter is. Wanneer de bliksem iets op de grond raakt, stuurt het getroffen object een zwak kanaal omhoog dat samenkomt met de zich naar beneden ontwikkelende flitser en de verbinding met de grond tot stand brengt. Het is waarschijnlijker dat grotere objecten het opwaartse kanaal produceren dan kortere objecten. Maar het is ook mogelijk dat er iets plaatselijk van invloed is op het vermogen van de grond om elektriciteit te geleiden (zoals het zout- of vochtgehalte van de grond op dat moment, de aan- of afwezigheid van steen, stilstaand water, leidingen of andere metalen voorwerpen in de grond), de vorm van het terrein, de vorm van bladeren of twijgen, of iets anders kan een bepaalde locatie waarschijnlijker maken dan een andere nabijgelegen locatie om te worden geraakt. Wanneer en waar valt de bliksem het vaakst? Bliksem komt van een bovenliggende cumulonimbuswolk. Deze onweerswolken worden overal gevormd waar er voldoende opwaartse luchtbeweging, convectieve instabiliteit en vocht is om een diepe wolk te produceren die kouder dan vrieskou kan bereiken.
Aan deze voorwaarden wordt meestal voldaan in de warme seizoenen (lente, zomer, vroege herfst). Over het algemeen heeft het Amerikaanse vasteland een afnemende hoeveelheid bliksem richting het noordwesten. Gedurende het hele jaar is de hoogste frequentie van wolk-tot-grond bliksem in Florida tussen Tampa en Orlando. Dit komt door de aanwezigheid, op vele dagen van het jaar, van een hoog vochtgehalte in de atmosfeer op lage niveaus (onder 5.000 voet), evenals door hoge oppervlaktetemperaturen die een sterke zeebries produceren langs de kusten van Florida. De westelijke bergen van de VS produceren ook sterke opwaartse bewegingen en dragen bij aan frequente blikseminslag van de grond naar de grond. Er zijn ook hoge frequenties langs de kust van de Golf van Mexico, de Atlantische kust in het zuidoosten van de VS en landinwaarts vanaf de Golf. Regios langs de westkust van de Stille Oceaan hebben de minste wolk-tot-grond bliksem. Hoe worden stormen geëlektrificeerd? Wolken worden geëlektrificeerd wanneer sterke opwaartse luchtstromen (aangewakkerd door convectieve instabiliteit en vocht) een mengsel produceren van grotere ijsdeeltjes (graupel), kleine ijskristallen en onderkoelde vloeibare waterdruppels en ijskristallen bij temperaturen lager dan het vriespunt (0 ° C). In deze omgeving zorgen terugkaatsende botsingen tussen de graupel-ijskristallen ervoor dat lading wordt overgedragen tussen de deeltjes. Dit wordt het niet-inductieve proces genoemd omdat er geen bestaand elektrisch veld voor nodig is om de deeltjes te polariseren. De exacte fysische mechanismen worden niet volledig begrepen, maar het gaat om een overdracht van massa van het ene deeltje naar het andere, en het teken van lading is afhankelijk van de temperatuur en de groeisnelheid van de deeltjes. De graupel en kristallen krijgen tegengestelde ladingstekens en vormen vervolgens afzonderlijke ladingsgebieden naarmate de graupel sneller in de opwaartse luchtstroom valt.
Een secundair proces kan optreden wanneer elektrische velden toenemen en ervoor zorgen dat druppeltjes gepolariseerd raken (ionen in druppeltjes aangedreven door het elektrische veld om de zijkanten van de druppel tegen te gaan). Als een deel van de druppel op een ijsdeeltje bevriest en de rest wegvalt, kan een netto lading ionen uit de druppel door het ijs worden opgevangen. Dit staat bekend als een inductief proces omdat er een aanzienlijk elektrisch veld voor nodig is. Gebeurt er bliksem tijdens de winter? Bliksem komt in de winter minder vaak voor omdat er niet zo veel instabiliteit en vocht in de atmosfeer is als in de zomer. Deze twee ingrediënten werken samen om convectiestormen te veroorzaken die bliksem kunnen veroorzaken. Zonder instabiliteit en vocht zijn sterke onweersbuien onwaarschijnlijk.
Tijdens de winter is het landoppervlak koeler omdat er niet zoveel verwarming door de zon is om het op te warmen. Zonder warme oppervlaktetemperaturen zou de lucht aan de oppervlakte niet ver in de atmosfeer stijgen. De soorten diepe (8-15 km diepe) onweersbuien die zich in de zomer ontwikkelen, zouden zich dus niet ontwikkelen.
Warme lucht houdt vast meer waterdamp. En wanneer waterdamp condenseert tot druppels van vloeibare waterwolken, komt latente warmte vrij die het onweer voedt. Dus warme, vochtige lucht nabij het oppervlak (en de juiste omstandigheden naar boven om u veel instabiliteit te geven) kan resulteren in diepe convectie, wat kan leiden tot blikseminslag. Wat is onweer? Hoewel onweersbuien in de winter minder vaak voorkomen, kan er soms bliksem optreden tijdens sneeuwstormen.Onweersneeuw genoemd, relatief sterke instabiliteit en overvloedig vocht kunnen boven het oppervlak worden aangetroffen, zoals boven een warm front, in plaats van aan het oppervlak waar het onder het vriespunt kan zijn. Thundersnow wordt soms ook stroomafwaarts van het Great Salt Lake en de Great Lakes waargenomen tijdens sneeuwstormen met meereffecten. Hoeveel flitsen per jaar zijn er? In de aaneengesloten 48 staten zijn jaarlijks gemiddeld 20.000.000 flitsen van wolk naar aarde gedetecteerd sinds het bliksemdetectienetwerk (NLDN) in 1989 de hele continentale VS bestreek. Bovendien heeft ongeveer de helft van alle flitsen meer dan één ground strike point, dus elk jaar worden in de VS gemiddeld 30 miljoen punten op de grond geslagen. Naast wolk-naar-grondflitsen zijn er ongeveer 5 tot 10 keer zoveel wolkflitsen als grondflitsen. Hoe kan ik tegen bliksem beschermen? De National Weather Service van de NOAA is een uitstekende bron voor informatie over bliksemveiligheid binnen en buiten en over bliksemrisicos. Wat is de kans om door de bliksem getroffen te worden? Volgens de NWS is de kans dat een persoon in de VS wordt geraakt tijdens een gegeven jaar is één op 1,2 miljoen. De kans dat u tijdens uw leven wordt getroffen (geschat op 80 jaar) is 1 op 15.300. U kunt meer lezen over waar deze cijfers vandaan komen op de website van National Weather Service. Veel hangt af van uw blootstelling U kunt het risico van blikseminslag verkleinen door naar een goede schuilplaats te gaan, zoals een afgesloten gebouw (zie link hierboven) als er een onweersbui bij u in de buurt is! De gevaarlijkste tijden van een storm kunnen het begin en het einde zijn van bliksemproductie. Als de eerste flits een CG is, komt deze zonder enige waarschuwing van vorige onweer. De laatste flits van een storm kan vele minuten na de voorlaatste flits komen, dus het is belangrijk om lang genoeg te wachten op voorwaarden om veilig te zijn nog een keer. Waar kan ik informatie krijgen over blikseminslagen in mijn omgeving? Er zijn verschillende bedrijven die deze gegevens verzamelen en archiveren, waaronder Vaisala en Earth Networks die netwerken exploiteren in de Verenigde Staten. We kopen zelf bliksemgegevens in (we hebben niet de middelen om ons eigen netwerk te onderhouden) en hebben strikte regels over hoe we deze kunnen gebruiken.