Sciencemag.cz
Doporučujeme
Přestože se v okolí nacházelo více než 30 hromosvodů, blesk neudeřil do nich, ale do komínu.
Marcelo Saba a Diego Rhamon z brazilského Národního institutu pro výzkum vesmíru získali díky vysokorychlostní kameře (a pochopitelně také štěstí) unikátní snímek úderu blesku, který se pak objevil až na obálce Geophysical Research Letters.
„Snímek byl pořízen v letní podvečer v São José dos Campos [ve státě São Paulo], když se záporně nabitý blesk blížil k zemi rychlostí 370 km/s. Na snímku je vidět přibližování blesku. Když se nacházel několik desítek metrů od země, hromosvody a vysoké objekty na vrcholcích okolních budov vytvořily kladné výboje směrem vzhůru, které soutěžily o kontakt s bleskem. Poslední snímek před vlastním kontaktem byl získán 25 tisícin sekundy předtím, než blesk udeřil do jedné z budov,“ uvedl M. Saba.
Obvykle kladně nabitým výbojům, „protibleskům“ směřujícím od Země směrem k blesku se v češtině říká „vstřícné výboje“. Výboj směřující k zemi, vlastní blesk, se nazývá „krokový vůdčí výboj“. Po spojení krokového vůdčího výboje a vstřícného výboje ještě může následovat výboj šípový. Tolik Wikipedia.cz.
K záznamu byla použita kamera zobrazující 40 000 snímků za sekundu.
Záznam je zajímavý nejen z hlediska chování blesku ve smyslu teorie. Ukazuje také, jak nebezpečné mohou být blesky bez správně nasazeného ochranného systému. Přestože se v okolí nacházelo více než 30 hromosvodů, blesk neudeřil do nich, ale do komínu na střeše jedné z budov. Chybou v instalaci zůstala tato „oblast“ nechráněná. Úder výboje o síle 30 000 A způsobil velké škody.
„Údery blesku mohou být dlouhé až 100 km a přenášet proud o síle až 30 000 ampérů… V některých případech může proud dosáhnout až 300 000 ampérů. Teplota typického úderu blesku je 30 000 °C, což je pětinásobek teploty povrchu Slunce,“ uvedl M. Saba.
Průvodní tisková zpráva dále praví, že v průměru 20 % všech úderů blesku zahrnuje výměnu elektrických výbojů mezi mraky a zemí. Ke zbylým 80 % dochází uvnitř mraků. Téměř všechny údery, které se dotknou země, jsou výboje mezi mraky a zemí /poznámka PH: s podivem je to „téměř“/. Údery směrem vzhůru se také vyskytují, ale jsou vzácnější; začínají na vrcholcích vysokých staveb, jako jsou mrakodrapy, věže a antény, ale mohou to být i vrcholky hor. Údery blesku lze také klasifikovat jako záporné nebo kladné v závislosti na náboji přeneseném na zem. (Poznámka PH: blesk má náboj téměř vždy záporný, ale jsou i výjimky.)
Podrobně o blescích viz např. Treking.cz.
Zdroj: São Paulo Research Foundation (FAPESP) / Phys.org a další
Marcelo M. F. Saba et al, Close View of the Lightning Attachment Process Unveils the Streamer Zone Fine Structure, Geophysical Research Letters (2022). DOI: 10.1029/2022GL101482
Děkuji za tento článek.
Protože je mi téma blízké (na okraj mé profese), šel jsem po stopě ke zdrojům.
A došel jsem k závěru, že snímek zde v článku je skutečně nejhezčí – nejblíže následující snímek v surové stopáži už má všechny pixely bílé = totální přepal 🙂 Hlavní bleskový kanál se zřejmě spojil a intenzita produkovaného jasu zahltila celý snímač kamery. Není z toho jasné, zda se jako první spojil jeden ze dvou sestupných kanálů viditelných na poslední fotce, nebo případně další mimo záběr, který udeřil přímo do budovy s kamerou. Poté co blesk zhasl, v následujících snímcích už po jednotlivých kanálech není ani památky.
V původním filmečku je na moment vidět charakteristický „růst kořínků“ = větví jednotlivých sestupných kanálů, a také vstřícný růst kanálu vzestupných – ty vzestupné kanály jsem jinde takhle pěkně zabrané neviděl. Je to díky blízkému záběru / úzkému zornému úhlu. Jinde je zase líp/déle vidět „rašení kořínků“ sestupného kanálu, díky širšímu záběru. Viz např.:
https://youtu.be/qQKhIK4pvYo?t=297
https://youtu.be/RLWIBrweSU8?t=173
To že rozvětvený hlavní sestupný kanál urazí shora dlouhou vzdálenost, než proti němu začnou „rašit“ od země vzestupné kanálky, bude nejspíš dáno tvarem vodivých a nabitých ploch, které proti sobě vystupují. Povrch země je téměř plochý (zejména z dálky), zatímco vznikající sestupný hlavní kanál je „bodové ohnisko“. Kdo si hrál s Van de Graafovým generátorem apod. ví (nebo z učebnic), že velká koule ztrácí náboj relativně pomaleji, než ostrý hrot. Ostrý hrot začne mnohem dříve vykazovat sršící koronový výboj. Kolem hrotu / bodového nabitého objektu se zřejmě lokálně zformuje mnohem ostřejší gradient elektrického pole. Na filmečku, který je v pozadí zde komentované zprávy, je hezky vidět, jak na hrotech vysokých budov raší „Eliášovy ohně“, z nichž některé v posledních okamžicích přerostou ve vzestupné kanálky. Je hezky vidět, jak rostoucí bleskový kanál je „tažen koronou“. Energie odsávaná koronou z prostředí zjevně představuje dostatečný proud, aby rostoucí kanál udržovala rozsvícený = ionizovaný = vodivý.
Charakteristický „klikatý a skákající“ tvar šíření rostoucích kořínků naznačuje, že vodivost/ionizovatelnost v atmosféře není homogenní, a skotačící kořínek si hledá tou bramboračkou cestu nejmenšího odporu a cestou sbírá lokalizované náboje (rozdíly potenciálu). Zároveň se „prorostlé“ oblasti potenciálově srovnávají jednak navzájem, jednak s „kořenem“ bleskového kanálu. V momentě, kdy se první větev sestupného kanálu spojí se vzestupným od země, dojde poměrně rychle k vyrovnání potenciálu (vybití ohniska/kořene kdesi vysoko v mracích do země) a šance na spojení dalších / „bočních“ kanálů proti zemi v čase strmě klesá. Ten klikatý větvený pohyb „rostoucích kořínků“ hezky vysvětluje, proč se blesk v mnoha případech netrefí do nejvyšších jímačů hromosvodu. Taky je na některých záběrech hezky vidět, jak hlavní kanál po prvotním výboji zůstává ještě chvíli rozsvícený a „tepe“ – lze si pouze domýšlet, že sbírá ještě další menší „ohniska náboje“ v okolní bramboračce vysoko v mracích, kam kamera skrz mraky nedohlédne.
Podrobnosti ke zdrojům zde komentovaného článku:
Tady je zřejmě původní zpráva v Angličtině, je tam o něco podrobnější analýza obrázků:
https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1029/2022GL101482
Jsou tam očíslovány sestupné kanály, komentována korona na konci každého rostoucího „kanálu“ apod.
Nakonec jsem dohledal i dvě videa:
https://zenodo.org/record/7261368#.ZCagENfP200
Formát .cine je zřejmě daný výrobcem kamery, kterou byla videa pořízena.
Údajně to umí otevřít střižny od Adobe.
Nebo je na to software od výrobce kamery. Phantom CineViewer, na konci stránky:
https://phantomhighspeed.my.site.com/?section=PCCSoftware
Download softwaru (ZIP) má velikost 500 MB, lze z něj ručně i bez instalace vypárat adresář s prohlížečem – tento má tuším něco pod 200 MB. Vedle 4MB bináru je tam spusta DLL a tuším celý .NET runtime.
Jestli mi to nakonec stálo za to… spíš nestálo 🙂