Kaj je strela ?

Prav čudimo se lahko, koliko zanimivih pojavov lahko povzroči navidez nepomemben vpliv ozračja na širjenje svetlobe v njem. Narava nas s svojo močjo nenehno opozarja in nekaj najbolj spektakularnega je zagotovo nevihta, ki pošilja negativni naboj proti tlem in pozitivnega v višje plasti atmosfere. Ob nevihtah je jakost električnega polja močno zvišana in tako postane zrak prevoden, nastopi trenutno razelektrenje, ki se manifestira kot BLISK ali STRELA.

fulmine5

STRELA je naravni pojav, ki ga sestavljata BLISK in GROM. Ko strelo opazujemo, najprej vidimo svetlobni blisk, saj je mnogo hitrejši od groma, ki je zvok in se širi s hitrostjo približno 300 m/s. Torej, če se  zabliska in traja 10 sekund do groma je bila strela oddaljena 3 km.

Strela je električna razelektritev do katere pride zaradi statične elektrike med zemljo in oblaki ali med dvema oblakoma. Strele se pojavljajo ob nevihtah in so lahko nevarne za ljudi in naprave, saj se sprosti velika količina energije. Napetost pri streli lahko deseže več deset tisoč voltov.

 

NEVIHTA je z gromom  povezano razelektrenje – blisk v nevihtnem oblaku ali med njim in zemeljskim površjem, ki ga spremljajo kratkotrajni nalivi (pretežno dež, redkeje toča in tornado). V Srednji Evropi nastajajo nevihte pogosto vzdolž poletnih hladnih front in tudi labilnih zračnih masah, zaradi sončnega obsevanja tal. Ni še povsem pojasnjeno, kaj povzroča naboje v nevihti.

Osnovni pogoji so vsekakor močni vzponski tokovi (do 30m/s) in led, toča ali sneg v oblaku. Pogostost nevihte pojema v smeri proti poloma.

V Srednji Evropi je na leto povprečno 15-50 nevihtnih dni, v vlažnih tropskih predelih pa 80-100. Bliske oddaljenih neviht, katerih groma ne slišimo, imenujemo bliskavica.
BLISK je močan svetlobni pulz, ki traja nekaj mikrosekund do ene sekunde.

V naravi nastopa ob udaru strele. Opazimo ga kot zelo svetlo pogosto razvejano črto, ki teče med oblakom in zemljo ali pa  med dvema različno nabitima oblakoma. Svetloba je posledica razelektrenja v plinu, ki povzročijo veliki el. tokovi pri visoki statični napetosti.

Blisk opazimo nakaj sekund prej, preden zaslišimo grmenje – svetloba namreč potuje z veliko večjo hitrostjo od zvoka. Iz časovne razlike lahko ocenimo oddaljenost do njunega izvora. Ena sekunda razlike ustreza oddaljenosti približno 300 m.

 

GROM ob začetku povratnega udarca teče tok okoli 10000 amperov, ob čemer je kakih 10 amperov, ki teče po hišni napeljavi pravi mačji kašelj. Nič čudnega torej, da skriva tako velik tok dovolj termične energije, da pregreje okoliški zrak. Le ta se potem eksplozivno razširi in sproži udarni val, ki ga slišimo kot grmenje. Potem, ko povratni udarec sprazni določen del oblaka in zrak preneha žareti, še ni končano. Naboj v oblaku se namreč hitro zopet reorganizira, tako da začetnemu udarcu lahko sledi ponovni vodnik.

Tega imenujemo temni vodnik (dark leader), ki preide celotno pot v enem koraku in v potankosti sledi prvotni poti. Temni vodnik je zopet poln negativnega naboja in ko dospe do tal sledi povratni udarec in zopet se zabliska. Včasih udari le enkrat ali dvakrat, zasledili pa so že tudi preko 40 bliskov na isti sledi, vedno pa v hitrem redosledu, saj med posameznimi bliski poteče le nakaj milisekund.

In koliko časa traja posamezna stopnja strele? Začetna stopnja priprave razelektritve je najdaljša in traja okoli 100 ms, nato sledi stopničasti vodnik, ki zaradi vmesnih postankov med tvorbami krakov zbere nekako 10 ms, medtem ko zadnja faza, povratni udarec traja le borih 0,2 ms.

Kako nastane strela?

Celoten cikel do nastanka strele se začne s separacijo nabojev v nevihtnem oblaku.

Z raznovrstnimi poizkusi, tudi z letalskimi preleti nevihtnih oblakov, so namreč ugotovili, da je vrh nevihtnega oblaka med 6 in 7 km nad zemljo pozitivno nabit, medtem ko je spodnji konec oblaka na višini 3 do 4 km nabit negativno.

Naboj, ki ga nosi spodnji del oblaka, je dovolj velik, da povzroči med površjem zemlje in spodnjim slojem oblaka napetostno razliko, ki dosega 20, 30 ali pa celo tja do 100 milijonov voltov (za primerjavo-navadna baterija ima napetost 1,5 volta).

Velika električna polja nato povzročijo ionizacijo zraka in pa električni preboj. Ob preboju stečejo negativni naboji z dna oblaka do površine zemlje v obliki strelinega bliska. Tla se torej ob udarcu strele negativno nabijejo. Sledi povratni udarec, kjer ob začetku tega teče tok 10.000 amperov, ob čemer je kakih deset amperov, ki tečejo po hišni napeljavi zanemarljivih.

Nič čudnega torej, da skriva tako velik tok dovolj energije, da pregreje okoliški zrak, ki se  potem eksplozivno razširi in sproži udarni val, ki ga slišimo kot grmenje.

Strele delimo po različnih kriterijih.

Najprej jih razdelimo po lokaciji:

  • strele znotraj oblaka
  • strele med oblaki
  • strele med oblakom in zemljo

Glede na obliko:

  • viličaste strele
  • verižne strele
  • krogelne strele

Strele med oblakom in zemljo delimo na pozitivne in negativne. Negativne so tiste, ki ob razelektritvi odvedejo iz oblaka negativni naboj. Teh je približno okoli 90% vseh strel med oblakom in zemljo. Strele med oblakom in zemljo razdelimo tudi na padajoče in dvigajoče.

Najpogostejša oblika strele je viličasta strela. Ob redkih priložnostih opazimo, da se strela razbije v bisere, ki potem tvorijo verigo, sami biseri pa žarijo več kot sekundo. Te vrste verižne strele (bead ali chain lightning) še ni uspelo pojasniti.

V devetdesetih letih so opazili poleg strel v troposferi, še bliskajoče se fantome nad nevihtnimi oblaki nekako 50 do 90 km visoko. Prislužili so si precej posrečena imena vile (sprites) in škrati (elves). Ker je atmosfera tako visoko redkejša, zajame strela na velikih višinah manj molekul, zaradi česar je s prostim očesom komaj vidna. Prav tako žari v različnih barvah kot navadne razelektritve, večinoma v rdeči barvi.

Še bolj enigmatični kot vile in škrati so modri brizgi (blue jets) in pa izviri žarkov gama in x prav tako električni pojavi visoko nad nevihtnimi oblaki.
Razmerje je enako kot med močjo kemičnega eksploziva in atomske bombe.

Nekaj najbolj fascinantnega, ki buri človeško domišljijo pa je pojav krogelne strele, ker njenega obstoja niso nikoli znanstveno potrdili, pojavljala pa naj bi se takoj po bližnjem udaru strel, kot žareča krogla, ki lebdi ali se premika nad ograjami, strehami oz.celo vdira v hiše.

Zanimivosti

  • prve strelovode so uporabili že davnega leta 1754.
  • če strela udari blizu nas, uho zazna kot rezek pok.
  • grmenja na več kot 20 km navadno ne slišimo več.
  • bliskanje se vidi tudi do 200 km daleč.
  • dolžina posameznega koraka napredovanja strele = 50m.
  • napetost med oblaki in tlemi = 100 miljonov voltov.
  • število udarov v posamezni streli: od 3 do 5.
  • trajanje bliska: 0,2 s.
  • napetost v nevihtnih oblakih pred bliskom je miljarda voltov.
  • ne drži, da strela nikoli ne udari na isto mesto.
  • ne drži, da ljudje, ki jiih je zadela strela od tedaj dalje odbijajo strelo.
  • vsako sekundo je po svetu 2000 neviht in 100 udarov strele.
  • strela povzroči 0,7 do 1,5 vseh gorskih nesreč v Evropi.
  • Slovenija leži na območju, ki je med najbolj nevihtnimi v Evropi.
  • najbolj množična nesreča zaradi udara strele se je zgodila avgusta 1741 v cerkvi sv.Donata, kjer je strela ubila 59 romarjev iz Šentvida/Ptuju.
  • vir: franzi strelovodi

Komentarji

Komentarji