Burze i towarzyszące jej zjawiska, czyli pioruny, grzmoty i błyskawice od zawsze wzbudzają strach, a także jednocześnie podziw nad siłą tego niebezpiecznego zjawiska. Burze zawsze fascynowały ludzi swoją potęgą i majestatycznym widowiskiem. Jednakże to, co widzimy i słyszymy podczas burz, czyli pioruny, grzmoty i błyskawice, jest jedynie wierzchołkiem góry lodowej tego skomplikowanego procesu atmosferycznego. W artykule tym przyjrzymy się bliżej temu, jak powstają pioruny, co sprawia, że grzmią, i dlaczego błyskawice rozświetlają niebo w trakcie burz.
Co to jest grzmot, piorun i błyskawica?
Piorun, grzmot i błyskawica to trzy związane ze sobą elementy występujące podczas burz elektrycznych. W pierwszej kolejności zacznijmy od wytłumaczenia i przedstawienia ich definicji:
- Piorun:
- Piorun to elektryczne wyładowanie atmosferyczne, które występuje w trakcie burzy.
- Proces ten polega na przepływie ładunków elektrycznych, zazwyczaj elektronów, między różnymi obszarami w atmosferze. Może to być między chmurami burzowymi (piorun chmura-chmura) lub między chmurą a ziemią (piorun chmurka-ziemia).
- Piorun jest zwykle niewidoczny, ale jego obecność jest sygnalizowana przez grom dźwiękowy (grzmot) oraz błyskawice (zjawisko świetlne na niebie).
- Grzmot:
- Grzmot to dźwięk towarzyszący wyładowaniu elektrycznemu w atmosferze, powstaje wzdłuż drogi pioruna na skutek wysokiej temperatury i gwałtownego rozszerzenia się powietrza, które staje się źródłem fali akustycznej.
- Grzmot to nic innego jak odgłos uderzenia pioruna.
- Błyskawica:
- Błyskawica to sama widoczność pioruna lub wyładowania elektrycznego.
- Jest to jasny błysk światła, który towarzyszy piorunowi. Błyskawica jest tym, co widzisz na niebie w trakcie burzy elektrycznej.
- Błyskawica pochodzi od natychmiastowego wydzielenia dużej ilości energii w postaci światła podczas pioruna.
- Temperatura błyskawicy jest bardzo wysoka, potrafi podgrzać powietrze do około 28 tysięcy stopni Celsjusza.
Zobacz także: Jak powstają burze?
Jak powstają pioruny?
Pioruny to potężne wyładowania elektryczne, które tworzą się w chmurach burzowych. Gdy chmury niosą ze sobą różne cząsteczki wodne i lód, te cząsteczki zderzają się ze sobą w chmurze i powodują rozdzielanie się ładunków elektrycznych. Na górze chmury gromadzi się ładunek dodatni, a na dole – ujemny. Kiedy różnica między nimi staje się wystarczająco duża, powstaje błyskawica, która jest właśnie piorunem. Ten ogromny przepływ elektryczny podczas błyskawicy podgrzewa powietrze wokół siebie do bardzo wysokiej temperatury, co sprawia, że słyszymy grzmot. Pioruny mogą być niebezpieczne, dlatego ważne jest, aby szukać bezpiecznego schronienia podczas burzy.
Jakie są rodzaje piorunów?
Istnieją różne rodzaje piorunów, w zależności od charakterystyk i kierunków ich wyładowań. Oto kilka głównych rodzajów piorunów:
- Pioruny chmura-ziemia: To najczęstszy rodzaj piorunów, w którym wyładowanie elektryczne przemieszcza się z chmur do ziemi. Może to być jednokierunkowe wyładowanie (od chmury do ziemi) lub wyładowanie wsteczne (od ziemi do chmury).
- Pioruny wewnątrzchmurowe: Te pioruny mają miejsce wewnątrz jednej chmury deszczowej (Cumulonimbus) i nie wychodzą poza nią. Mogą być bardzo intensywne i towarzyszyć burzom.
- Pioruny międzychmurowe: Te pioruny zachodzą między różnymi warstwami chmur i nie docierają do ziemi. Mogą występować między chmurami deszczowymi (Cumulonimbus) lub innymi rodzajami chmur.
Pod względem kształtu piorunów możemy wyróżnić trzy główne rodzaje:
- Pioruny liniowe: To najczęstszy rodzaj piorunów, który ma kształt rozgałęzionej błyskawicy. Wyglądają jak rozgałęzione linie lub gałęzie i składają się z wielu mniejszych wyładowań elektrycznych.
- Pioruny paciorkowe: znane również jako wyładowania łańcuszkowe, to szczególny rodzaj piorunów, które wyglądają jak łańcuch lub sekwencja błysków odbijających się między ziemią a chmurami burzowymi. Charakteryzują się szybkim, powtarzającym się wyładowaniem elektrycznym wzdłuż jednej ścieżki, która może przypominać łuk błyskawic.
- Pioruny kuliste: Pioruny kuliste przybierają formę kulistych błysków. Są to rzadkie i tajemnicze zjawiska, które nie są do końca zrozumiane.
Zobacz także: Co to jest piorun kulisty?
Jaką temperaturę może mieć piorun?
Piorun nie ma określonej temperatury w sensie tradycyjnego pomiaru stopni Celsiusza lub Fahrenheit. Piorun to zjawisko elektryczne i cieplne, które wydziela ogromną ilość energii w postaci światła i ciepła, ale temperatura piorunu nie jest jednoznaczna, ponieważ jest to zbyt dynamiczny i skomplikowany proces.
Temperatura piorunu podczas jego wyładowania jest wyjątkowo wysoka i może osiągać wartości znacznie wyższe niż temperatura powierzchni Słońca. Dokładna temperatura piorunu zależy od wielu czynników, takich jak intensywność wyładowania i rodzaj chmury burzowej, ale ogólnie przyjmuje się, że temperatura piorunu wynosi około 30 000 stopni Celsiusza (54 000 stopni Fahrenheita).
Czym się różni piorun od błyskawicy?
Terminy „piorun” i „błyskawica” często używane są zamiennie, ale w rzeczywistości odnoszą się do różnych aspektów tego samego zjawiska, jakim jest wyładowanie atmosferyczne podczas burzy elektrycznej. Oto główne różnice między piorunem a błyskawicą:
- Piorun:
- Piorun to ogólny termin, który odnosi się do całego zjawiska wyładowania elektrycznego w atmosferze podczas burzy.
- Piorun to błysk elektryczny, który jest widoczny w wyniku przepływu ładunków elektrycznych między chmurą a ziemią lub między chmurami burzowymi.
- Piorun jest zazwyczaj widoczny jako jasny błysk światła i towarzyszy mu grzmot, czyli dźwięk spowodowany nagłym rozgrzaniem powietrza wokół kanału wyładowania.
- Błyskawica:
- Błyskawica to konkretny element piorunu, który odnosi się do jasnego, migającego błysku światła, który jest widoczny podczas wyładowania atmosferycznego.
- Błyskawica jest wynikiem natychmiastowego wydzielania dużej ilości energii w postaci światła podczas pioruna.
- Błyskawica jest tym, co widzimy jako jasny błysk na niebie podczas burzy.
Podsumowując, piorun to ogólny termin, który odnosi się do całego procesu wyładowania elektrycznego podczas burzy, obejmującego zarówno błyskawicę (widoczny błysk światła) jak i grzmot (dźwięk). Błyskawica jest częścią piorunu, która jest widoczna w postaci jasnego błysku na niebie. Grzmot towarzyszy błyskawicom jako dźwięk, który słyszymy w wyniku nagłego rozgrzania powietrza wokół kanału wyładowania.
Skąd się bierze przerażający huk – grzmot podczas burzy?
Podczas burzy dochodzi do silnych wyładowań, powstają pioruny i grzmoty. Ogromny huk towarzyszący podczas burz spowodowany jest zjawiskiem, które informuje nas, że wraz ze wzrostem temperatury ciała, rośnie również jego objętość. W piorunie dzieje się to w ułamku sekundy, a różnica temperatury jest ogromna. W ten sposób powietrze gwałtownie zwiększa swoją objętość, w celu wyrównania ciśnień rozszerza się na wszystkie strony z ponaddźwiękową prędkością. Średnio z siłą około dziesięciorga razy większą niż ciśnienie atmosferyczne. Nagłe przekroczenie tej prędkości powoduje powstanie fali uderzeniowej, która dla ludzkiego ucha słyszana jest jako ogromny i głośny huk lub trzask, zwany potocznie grzmotem.
Sprawdź także: Radar piorunów
W co uderza piorun?
Wszystkie pioruny uderzają w ziemie najlepiej przewodzącą drogą. W pierwszej fazie jest to powietrze, które jednak nie jest najlepszym przewodnikiem prądu. W ten sposób strumień elektronów zmierza do najżywszego punktu w danych regionie / okolicy, takim elementem może być np. wysokie samotne drzewo czy antena telewizyjna, satelitarna lub maszty telefonii komórkowej. Ważne jest, aby w czasie burzy unikać otwartych przestrzeni, należy także uważać na to, co trzymamy w rękach (unikaj trzymania telefonu i metalowych przedmiotów oraz elementów), ponieważ sami możemy się stać punktem, w który uderzy piorun. Wiele osób podczas burzy uważa, że bezpieczną opcją jest schowanie się pod drzewem, nic bardziej mylnego. Samotne drzewa to bardzo niebezpieczne miejsce, pioruny bardzo często uderzają w nie, ponieważ stanowią najwyższy element w danej okolicy. Pamiętajmy, że prąd przechodzi znacznie lepiej przez człowieka niż drzew, dlatego przebywając blisko drzewa, w które uderzy piorun, możemy zostać również porażeni. Nie jest możliwe dokładne ustalenie, gdzie piorun uderzy w powierzchnię ziemi. Wiemy jednak, że w wielu przypadkach piorun lubi uderzać ponownie w te same miejsca. Więcej przeczytasz w artykule: Co przyciąga pioruny?
Skutki uderzenia pioruna
Uderzenie pioruna może mieć poważne skutki dla ludzi, zwierząt i infrastruktury. Oto niektóre z głównych skutków uderzenia pioruna:
- Porażenia elektryczne: Uderzenie pioruna może spowodować porażenie elektryczne u ludzi lub zwierząt znajdujących się w pobliżu miejsca uderzenia. Skutki mogą być od lekkich oparzeń do poważnych obrażeń narządów wewnętrznych i uszkodzeń układu nerwowego. Porażenie piorunem może prowadzić nawet do śmierci.
- Pożary: Pioruny często powodują pożary, gdy uderzają w drzewa, budynki, rośliny lub inne łatwopalne obiekty. Wyładowania elektryczne mogą zapalić materiały palne, co może prowadzić do pożarów lasów, pożarów domów i innych obiektów.
- Uszkodzenia budynków i infrastruktury: Uderzenie pioruna może spowodować uszkodzenia budynków, przewodów elektrycznych, systemów telekomunikacyjnych i innej infrastruktury. Zniszczenia te mogą obejmować połamane drzewa, uszkodzone dachy, uszkodzone urządzenia elektryczne i wyłączenia prądu. Zobacz – jak zabezpieczyć dom przed burzą!
- Uszkodzenia elektroniczne: Pioruny generują silne pole elektromagnetyczne, które może uszkodzić urządzenia elektroniczne, takie jak telewizory, komputery, telefony komórkowe i inne sprzęty elektryczne. Dlatego zaleca się korzystanie z ochrony przed przepięciami.
- Wpływ na zdrowie ludzi i zwierząt: Oprócz bezpośrednich porażeń elektrycznych, wyładowania piorunowe mogą wpływać na zdrowie ludzi i zwierząt poprzez stres, który mogą wywołać hałas i jasność błyskawicy.
- Usterki w sieciach energetycznych: Pioruny mogą uszkodzić przewody energetyczne i transformatory, co prowadzi do awarii w dostawie prądu elektrycznego i konieczności napraw.
Aby uniknąć ryzyka związanego z uderzeniem pioruna, ważne jest, aby podczas burzy pozostawać w bezpiecznym miejscu, z dala od otwartych przestrzeni i metalowych przedmiotów. Ponadto warto stosować się do zaleceń dotyczących ochrony przed przepięciami w budynkach i korzystać z odbierania ostrzeżeń meteorologicznych, aby być przygotowanym na zbliżające się burze.