Kolik ampérů je v blesku?

Na naší planetě je každý den mnoho bouřek. Nejčastěji jsou pozorovány v létě. Každou sekundu dopadne na zem asi stovka elektrických výbojů. Přesto víme o blesku překvapivě málo. Je jasné, že se jedná o přirozené elektrické výboje mezi mraky a Zemí a uvnitř mraků, v podstatě jiskry sestávající z nabitých částic, které si prorážejí cestu vzduchem. Je obtížné je studovat, protože nelze předvídat, kde a kdy nastane další šok. Jaká tajemství tohoto přírodního úkazu tedy ještě čekají na odhalení?

Blesk může být červený, oranžový, fialový nebo zelený a podle očitých svědků může procházet okenním sklem.

Kosmický původ?
Blesk lze spustit z vesmíru

Vědci si stále nejsou jisti přesnými příčinami blesku, ale existují dvě hlavní teorie. Nejpopulárnější z nich hovoří o elektrifikaci částic ledu nebo vody, které se o sebe třou uvnitř bouřkového mraku. Když se vytvoří fronta bouřky, padající kusy ledu se setkají s teplejšími vodními kapkami podél jejich cesty. Při jejich interakcích se elektrony oddělují od kapiček a přenášejí se na kusy ledu, proto je voda v horní části mraku nabitá kladně a led ve spodní části záporně.

Na okraji bouřkového mraku se intenzita elektrického pole zvyšuje, což vyvolává malé výboje. Nějak se tyto malé výboje spojují a tvoří silnější, které nakonec tvoří vůdce – mocnou jiskru.

Vůdce se pohybuje vzduchem rychlostí asi 100 km/s, jeho teplota může dosáhnout 30 000 °C – to je pětkrát více než na povrchu Slunce, říká Chris Stone z Laboratoře pro studium blesků. Morgan a Botti na Cardiff University (UK).

Další teorie je tzv útěkové zhroucenía naznačuje zcela nový fyzikální jev. Elektrický výboj způsobují částice s vysokou energií, tzv kosmické paprsky. Většina z nich jsou protony, které jsou vyvrženy během katastrofických událostí, jako jsou supernovy. Tyto částice přilétající z vesmíru narážejí do horních vrstev zemské atmosféry a vytvářejí rozsáhlé vzduchové sprchy (EAS) mnoha nabitých a neutrálních částic, jejichž rychlost se blíží rychlosti světla. Ionizace způsobená takovými přeháňkami může vyvolat výboje blesku v bouřkových mracích, i když počáteční elektrické pole mraku není dostatečně silné, aby způsobilo samovolný výboj.

Kosmické záření z explodujících hvězd vstupující do horních vrstev zemské atmosféry může vyvolat úder blesku

Míč blesk
Létající ohnivé koule

Tyto podivné sraženiny elektřiny se rodí během silných bouřek a vypadají jako zářící koule a hrušky. Jsou žluté, bílé, červené, oranžové, fialové nebo zelené a podle výpovědí očitých svědků jsou schopny projít okenním sklem, aniž by zanechaly díry. Zprávy o kulových bleskech jsou známy již od starověku, ale samotný jev se ukázal jako extrémně obtížný ke studiu, protože tyto koule se objevují zřídka a nepředvídatelně.
V roce 2012 byl poprvé v historii zachycen kulový blesk na kvalitní video. Skupina čínských výzkumníků náhodně pořídila tento záznam při pozorování bouřky. Když blesk udeřil do země, náhle se objevila svítící koule o průměru asi 5 m. Zmizel po 1,6 sekundách, ale vědcům se podařilo zaznamenat spektrum a pořídit vysokorychlostní fotografie záhadné koule.

Přečtěte si více

Podrobný popis instalace splachovací nádrže: typy instalace, demontáž, tipy.

Tyto údaje ukázaly, že kulový blesk se skládá hlavně z křemíku, železa a vápníku – prvků, které jsou v půdě hojné. To potvrzuje dříve předloženou teorii, že kulový blesk obvykle vzniká v důsledku běžného blesku, který zasáhne zem, přičemž se odpaří částice minerálů a půdy. Struktura kulového blesku však zůstává nejasná.

Temný blesk
Neviditelný a mocný

Ne všechny blesky jsou vidět. Někdy se takový výboj může projevit pouze jako nečekaný pulz velmi tvrdého záření. Tyto výboje energie se nazývají zemské záblesky gama záření (GRB). GRB se obvykle nacházejí ve vesmíru, kde doprovázejí kolaps hvězd. Záblesky způsobené úderem blesku jsou milionkrát energetičtější než záblesky světla, které vidíme z blesků a vědci o nich vědí ze studií zaznamenaných během bouřek.

Nedávno vědci navrhli, že tyto výbuchy energie jsou způsobeny takzvaným temným bleskem, vzácným typem neviditelného výboje. Mohou být mnohem výkonnější než běžné blesky, ale netvoří horký kanál, a proto vyzařují málo světla.

Předpokládá se, že výboj tmavého blesku je připraven obyčejným bleskem. “Plně nabitý bouřkový mrak je jako natažená pistole.” Pravidelný blesk působí jako spouštěč, který způsobuje, že temný blesk prochází skrz, vysvětluje Dwyer, který zavedl termín „temný blesk“. – Po spuštění mohou tmavé blesky vybít mrak rychleji než běžné blesky. Tmavé blesky se pravděpodobně vyskytují asi tisíckrát méně často než normální blesky, ale nevíme to jistě.“

Skřítci
Zářící červené medúzy

Jedná se o jednu z forem blesků, které se vyskytují v horních vrstvách atmosféry na hranici vesmíru. Říká se jim přechodné (krátkodobé) atmosférické jevy (TAP). Výzkumníci neznají přesné příčiny FLAW, ale nejrozšířenějším názorem je, že jde o elektricky excitovanou formu žhnoucího plazmatu (ionizovaný plyn), který je typicky produkován výbojem silného, kladně nabitého blesku dopadajícího z mraku do zem (viz strana 79).

Nejběžnějším typem TAY jsou skřítci, záblesky jasně červeného světla, které lze pozorovat nad bouřkou ve výšce asi 80 km. Poprvé byly vyfotografovány v roce 1989 a později byly natočeny také z paluby raketoplánu. Objeví se na zlomek vteřiny a lze je vidět i pouhým okem. Skřítci typicky připomínají zářící červené medúzy, které se objevují přímo nad bouřkovým mrakem, ale mohou také připomínat mrkev, anděly nebo brokolici s provázky klesajícími dolů.

Modré trysky
Rychlý tanec strašidelných světel

Tyto modré záblesky se táhnou od vrcholu aktivního bouřkového mraku do výšky 40–50 km. Dosahují rychlosti až 100 km/s, ale vydrží jen asi čtvrt vteřiny. Lze je spatřit pouhým okem jako obrovské strašidelné kužely světla vyzařující z mraků vzhůru ve výšce bouřky. Modré výtrysky jsou jasnější než skřítci, ale vyskytují se mnohem méně často a nezdá se, že by přímo souvisely s údery blesku. Vědci se domnívají, že jejich vzhled může být způsoben silným krupobitím uvnitř bouřkového mraku.

Přečtěte si více

Jaké jsou nejlepší odrůdy hroznů?

Existence modrých výtrysků byla potvrzena studiem videozáznamů pořízených z raketoplánu v roce 1989, ale jsou pozorovány velmi zřídka. “Všechny takové jevy ve vyšších vrstvách atmosféry zůstávají záhadné,” říká Stone. „Blesk je nepředvídatelný, a proto je obtížné plně vysvětlit, jak a proč k němu dochází. Navzdory stovkám let vědeckého výzkumu zůstávají jedním z nejzáhadnějších přírodních jevů.“

Elfové
Tajemná svatozář

Název „elfové“ pochází ze zkratky ELVES, jejíž dlouhá verze se dá přeložit jako „emise světla s velmi nízkou frekvencí rušení v důsledku elektromagnetických pulsací zdroje“. Jedná se o matná načervenalá halo elektrického světla, rychle se rozptylující v horizontální rovině na samém okraji atmosféry.

Předpokládá se, že elfové pocházejí z extrémně silných pulzů elektromagnetického záření, které jsou emitovány určitými údery blesku. Když takový tok energie, šířící se vzhůru, dosáhne spodních vrstev ionosféry (nejvrchnější vrstvy atmosféry), způsobí, že atmosférické plyny září.

Elfové jsou bystří jako skřítci, ale vydrží jen milisekundy. Vyskytují se ve výšce kolem 100 km nad zemí a mohou se šířit všemi směry na více než 300 km. Elfové byli poprvé pozorováni u pobřeží Francouzské Guyany z raketoplánu v roce 1990.

Vědci předpověděli existenci elfů ještě před jejich prvním pozorováním a vypočítali, že takové záření by mohly způsobit blesky způsobující teplo v nižších vrstvách atmosféry.

Pozitivní blesk
Topsy-turvy

Většina blesků je negativních blesků: přenáší negativní náboj ze základny mraku směrem k zemi, která je přímo pod ním. Někdy však blesk začne od vrcholu mraku, kde je vzduch kladně nabitý, a udeří do země v určité vzdálenosti, kde bude náboj záporný vzhledem k oblasti přímo pod mrakem.
Pozitivní blesky se šíří na velmi dlouhé vzdálenosti, proud v nich dosahuje 300 tisíc ampér a napětí může podle Stonea přesáhnout miliardu voltů: „To znamená, že pozitivní blesk je asi 10krát silnější než negativní. Obvykle se skládá pouze z jednoho výboje, zatímco u negativního blesku jsou to zpravidla dva nebo více výbojů.“ Předpokládá se, že ze všech blesků je pouze asi 5 % pozitivních.
Pozitivní blesk cestuje na velmi dlouhé vzdálenosti a proud v nich dosahuje 300 tisíc ampér

Káťa Moskvič – laureátka Evropské astronomické ceny pro vědecké novináře

Chcete-li odeslat komentáře, přihlaste se
6493 zobrazení

Blesk je jedním z nejpůsobivějších a nejmocnějších přírodních jevů. Průměrný blesk obsahuje asi 5 miliard joulů (5 GJ) energie, což odpovídá energii uvolněné při výbuchu 1 tuny TNT. Tento fenomén udivuje svou krásou a překvapuje svou silou. Zde je několik zajímavých faktů o blesku.

Blesky jsou na naší planetě běžným jevem. Vědci odhadují, že na Zemi:

Za rok: asi 3 miliardy úderů blesků
Za den: přibližně 8 milionů úderů blesků
Za sekundu: asi 100 blesků

Vlastnosti blesku se velmi liší. Průměrná doba trvání blesku je asi 30 mikrosekund, ale může se pohybovat od několika mikrosekund do několika sekund. Proud v blesku se může pohybovat od 10 000 do 200 000 ampér a napětí od 100 milionů do 1 miliardy voltů. Vůbec nejdelší zaznamenaný blesk byl zaznamenán v roce 2018 v Brazílii – jeho délka byla 709 kilometrů.

Přečtěte si více

Jaké květiny bych měl zasadit na jižní stranu?

Síla blesku v číslech

Pro lepší představu o energii průměrného blesku ji porovnejme se spotřebou energie 20 běžných elektrických spotřebičů:

Lednička: 3,8 roku provozu
TV (LED): 5,7 roku provozu
Pračka: 1,1 roku provozu
Mikrovlnná trouba: 7 měsíců provozu
Klimatizace: 3,5 měsíce provozu
Rychlovarná konvice: 3,5 měsíce práce
Počítač (desktop): 2,9 roku provozu
Notebook: 11,4 roku používání
Smartphone (nabíjení): 114 let provozu
Vysavač: 7 měsíců provozu
Elektrický sporák: 3,5 měsíce provozu
Myčka: 4 měsíce provozu
Žehlička: 7 měsíců práce
Fén: 4 měsíce provozu
Elektrický zubní kartáček: 570 let provozu
Stolní lampa (LED): 57 let provozu
Kávovar: 7 měsíců provozu
Herní konzole: 3,8 roku provozu
Wi-Fi router: 57 let provozu
Elektrický ohřívač vody: 1,75 měsíce provozu

Tato čísla jasně ukazují, jak obrovská je energie obsažená v blesku.

10 zajímavých faktů o blesku a lidech

Roy Sullivan, americký parkovací asistent, přežil sedm úderů blesku během 35 let, což z něj činí rekordmana v počtu přežití úderů blesku.
V roce 1963 zasáhl blesk Pan American Boeing 707 letící nad Marylandem. Blesk zapálil výpary paliva v nádrži, což vedlo k explozi a pádu letadla. Tento incident posloužil jako katalyzátor pro vývoj nových standardů ochrany před bleskem pro letadla.
V roce 2019 zasáhl blesk skupinu turistů na vrcholu hory Giewont v Polsku, zabil 4 lidi a více než 100 zranil.
Blesk může na kůži obětí zanechat jedinečné vzory známé jako „Lichtenbergovy vzory“.
Blesk může vytvořit skleněné trubice v písku známé jako Fulgurity. Tyto přírodní útvary mohou dosahovat délky několika metrů a vznikají okamžitým táním písku při zásahu bleskem.
V roce 2016 zabil blesk v Norsku celé stádo 323 sobů, což je největší událost hromadné úmrtnosti bleskem na světě.
Dochází k fenoménu „sekundárního úderu“, kdy je člověk zasažen objektem zasaženým bleskem, i když je od něj vzdálen až 100 metrů.
Podle Národní meteorologické služby je pravděpodobnost, že vás během života ve Spojených státech zasáhne blesk, přibližně 1 ku 15 300. Toto riziko závisí na geografické poloze a životním stylu.
Přibližně 90 % lidí zasažených bleskem přežije. Mnoho přeživších však trpí dlouhodobými zdravotními problémy, včetně neurologických poruch, problémů s pamětí, chronických bolestí a posttraumatické stresové poruchy.
Do Empire State Building v New Yorku zasáhne blesk v průměru 23krát ročně. Budova je speciálně navržena jako budova na ochranu před bleskem, která chrání okolní budovy a osoby před úderem blesku.

Jak vznikají blesky

Blesk vzniká jako výsledek složitých procesů v atmosféře během bouřky. Zjednodušeně lze tento proces popsat takto:

V bouřkových mracích se oddělují elektrické náboje. Horní část oblaku je nabitá kladně a spodní část je nabitá záporně.
Pokud se potenciálový rozdíl mezi různými částmi oblaku nebo mezi oblakem a zemí dostatečně zvětší, dojde ve vzduchu k elektrickému výboji.
Nejprve se vytvoří slabě žhnoucí kanál (zkušební výboj), který dláždí cestu hlavnímu výboji.
Tímto kanálem protéká silný elektrický výboj, který vidíme jako jasný blesk.
Vzduch v kanálu blesku se zahřeje na extrémní teploty a okamžitě se roztáhne, čímž vznikne rázová vlna, kterou slyšíme jako hrom.

Přečtěte si více

Jabloň Pink Lady: popis, výsadba a péče o odrůdu

Blesk je velkolepý pohled a silný přírodní jev, který hraje důležitou roli v atmosférických procesech naší planety. Studium blesků nám pomáhá lépe porozumět atmosférické fyzice a klimatickým procesům a vyvinout účinnější metody ochrany proti tomuto nebezpečnému, ale úžasnému přírodnímu jevu.

Publikoval 24. července 2024 Vitalii Shynakov

Zveřejněno: 24. července 2024
Od Vitalije Shynakova

Vitaly Shynakov působí od roku 2012 v oblastech online obchodování, marketingu a spokojenosti zákazníků. Do roku 2022 byl vedoucím HR a online prodeje čtyř úspěšných obchodů. Od roku 2024 je součástí týmu TutKit.com.