Gdzie jest burza? Jak obliczyć odległość na podstawie piorunów?

Pioruny to zjawisko atmosferyczne, które często towarzyszy burzom. Choć piękne i imponujące, pioruny mogą być niebezpieczne, szczególnie dla ludzi, zwierząt i obiektów, które są w ich pobliżu. Dlatego też ważne jest, aby wiedzieć, jak obliczyć odległość od pioruna, aby uniknąć niebezpieczeństwa. W artykule przedstawimy, jakie są sposoby obliczania odległości od pioruna i jakie zasady należy przestrzegać, aby uniknąć niebezpieczeństwa związanego z piorunami. Dowiesz się również, jakie są najbezpieczniejsze miejsca podczas burzy oraz jakie zachowania należy stosować w przypadku zbliżającej się burzy.

Jak obliczyć gdzie uderzył piorun?

Zapewne każdy z nas zna z czasów dzieciństwa teorię, że odległość pioruna możemy obliczyć na podstawie sekund dzielących błysk od grzmotu, mówiono nam wtedy, że jedna sekunda to jeden kilometr. Ta teoria niestety jest uproszczona i nie do końca prawdziwa. Faktycznie, odległość od pioruna można obliczyć na podstawie czasu między błyskiem a grzmotem, ale ta metoda nie jest dokładna i może prowadzić do niebezpiecznych błędów.

Licząc sekundy między błyskawicą a grzmotem, można oszacować odległość wyładowania. Zasada ta opiera się na różnicy prędkości, z jaką rozchodzą się światło (błyskawica) i dźwięk (grzmot) w atmosferze.

Światło rozchodzi się z prędkością około 299 792 km/s, co oznacza, że błyskawicę widzimy niemal natychmiast po wyładowaniu. Dźwięk, z drugiej strony, rozchodzi się znacznie wolniej – z prędkością około 343 m/s (przy temperaturze 20°C).

Aby obliczyć odległość od miejsca wyładowania, wystarczy policzyć liczbę sekund między momentem, gdy zobaczymy błyskawicę, a momentem, gdy usłyszymy grzmot. Następnie należy pomnożyć tę liczbę przez prędkość dźwięku (w metrach na sekundę).

W praktyce dla uproszczenia przyjmuje się, że dźwięk rozchodzi się z prędkością około 340 m/s. Dzięki temu można stosować prostą regułę “3 sekundy na 1 kilometr”:

• Policzyć liczbę sekund między błyskawicą a grzmotem.
• Podzielić liczbę sekund przez 3.
• Wynik uzyskany w ten sposób będzie szacunkową odległością (w kilometrach) od miejsca wyładowania. Na przykład, jeśli upłynęło 9 sekund między błyskawicą a grzmotem, wyładowanie miało miejsce około 3 kilometry od obserwatora.

Pamiętaj, że pioruny mogą wystąpić nawet kilometry od centrum burzy.

Czy to prawda, że piorun nie uderzy dwa razy w to samo miejsce?

Twierdzenie, że piorun nie uderzy dwa razy w to samo miejsce, to mit. W rzeczywistości, piorun może uderzyć w to samo miejsce wiele razy, zwłaszcza jeśli jest to wysoki punkt terenowy, który dobrze przewodzi prąd elektryczny.

Przykładem takiego miejsca jest Empire State Building w Nowym Jorku, który zostaje trafiony przez pioruny średnio 25 razy w ciągu roku. Wysoka wieża, wykonana z materiałów przewodzących prąd, stanowi doskonały punkt uderzenia dla piorunów w trakcie burz.

Inne wysokie konstrukcje, takie jak maszty radiowe, wieże telekomunikacyjne czy drzewa, również mogą być wielokrotnie trafione przez pioruny. Dlatego istotne jest zabezpieczanie takich obiektów odpowiednimi instalacjami odgromowymi.

W przypadku ludzi, prawdopodobieństwo zostania dwukrotnie trafionym przez piorun w ciągu życia jest bardzo małe, ale zdarzenia takie również się zdarzają. Ważne jest przestrzeganie zasad bezpieczeństwa podczas burzy, takich jak pozostawanie w pomieszczeniach, unikanie kontaktu z metalowymi przedmiotami czy nie korzystanie z urządzeń elektronicznych.

Skąd się biorą pioruny?

Pioruny są wynikiem wyładowań elektrycznych podczas burzy, które mają miejsce, gdy w chmurze burzowej (cumulonimbus) dochodzi do rozdzielenia ładunków elektrycznych. Proces powstawania piorunów można opisać w następujących krokach:

Separacja ładunków: W chmurze burzowej występują ruchy powietrza w górę (wznoszenie) i w dół (opadanie), które przyczyniają się do separacji ładunków. W wyniku tych ruchów powietrza, kryształki lodu i krople wody w chmurze zaczynają się zderzać. Podczas zderzeń, krople wody mogą przekazywać swój ładunek na kryształki lodu. W rezultacie, ładunki dodatnie zaczynają się koncentrować w górnych częściach chmury, a ładunki ujemne w dolnych częściach chmury.

Napięcie elektryczne: Gdy rozdzielenie ładunków w chmurze burzowej osiąga wystarczający poziom, tworzy się potężne napięcie elektryczne między obszarami o przeciwnych ładunkach. Napięcie to może również istnieć między chmurą a ziemią, gdzie ziemia może przyjąć ładunek przeciwny do tego w dolnej części chmury.

Wyładowanie: Gdy napięcie elektryczne staje się wystarczająco duże, dochodzi do przepływu ładunków między obszarami o przeciwnych ładunkach. Ten przepływ ładunków to właśnie piorun. Piorun może wystąpić wewnątrz chmury (piorun chmurowy), między chmurami (piorun chmura-chmura) lub między chmurą a ziemią (piorun chmura-ziemia).

Błyskawica: Gdy piorun przemieszcza się przez powietrze, powoduje nagłe i intensywne ogrzewanie powietrza wokół niego, co prowadzi do gwałtownego rozszerzenia się powietrza i wytwarzania fali dźwiękowej. To właśnie ta fala dźwiękowa jest słyszana jako grzmot podczas burzy. Natomiast jasny błysk pioruna wynika z emisji światła przez powietrze podgrzewane do bardzo wysokich temperatur.

Z czego wynika kształt pioruna?

Kształt pioruna wynika z procesu, którym prąd elektryczny przedziera się przez atmosferę. Kształt pioruna nie jest całkowicie losowy, ale jest również trudny do przewidzenia ze względu na złożoność procesów atmosferycznych.

Piorun porusza się wzdłuż ścieżki o najmniejszym oporze elektrycznym, która jest determinowana przez różnice napięć między chmurą a ziemią, a także przez różne właściwości powietrza, takie jak wilgotność, ciśnienie czy temperatura.

Piorun tworzy charakterystyczne rozgałęzienia, gdy prąd elektryczny próbuje przedrzeć się przez różne warstwy powietrza o różnym oporze. Kiedy prąd znajdzie drogę o niższym oporze, zaczyna się przemieszczać wzdłuż tej ścieżki, tworząc kolejne odgałęzienia.

Kształt pioruna jest również kształtowany przez proces tworzenia tzw. “wstępnej wyładowczej ścieżki”, która jest serią małych, szybkich kroków wyładowań elektrycznych, które przedostają się w dół z chmury. Kiedy jedna z tych ścieżek zbliża się do ziemi, zostaje spotęgowana przez przeciwnie naładowany prąd, tworząc widoczny błysk pioruna.

Piorun może składać się z kilku wyładowań elektrycznych, które następują jedno po drugim w bardzo krótkim czasie. Każde kolejne wyładowanie może podążać tą samą ścieżką lub tworzyć nowe odgałęzienia.

Kształt pioruna może być także “kształtowany” przez przeszkody na jego drodze, takie jak budynki, drzewa czy inne struktury, które mogą zmieniać kierunek wyładowań.

Chociaż kształt pioruna jest wynikiem interakcji między tymi różnymi czynnikami, proces ten jest na tyle złożony, że trudno jest przewidzieć dokładny kształt każdego pioruna.

Gdzie najczęściej uderzają pioruny?

Pioruny najczęściej uderzają w te miejsca, które są najbardziej wyeksponowane, prowadzą prąd elektryczny dobrze oraz są w pobliżu obszarów o wysokim napięciu elektrycznym.

Pioruny często uderzają w góry, wzgórza czy drzewa, ponieważ są one najbardziej wystawione na działanie napięcia elektrycznego między chmurą a ziemią. Mogą uderzać w budynki, wieże, maszty, mosty i inne wysokie konstrukcje, które są dobre przewodnikami prądu elektrycznego. Dlatego też istotne jest zabezpieczanie takich obiektów odpowiednimi instalacjami odgromowymi.

Pioruny często uderzają w wysokie, samotne drzewa, zwłaszcza te z dużą ilością wilgoci wewnątrz, które lepiej przewodzą prąd elektryczny. Na otwartych przestrzeniach, takich jak pola, łąki czy plaże, pioruny mogą uderzać w obiekty lub ludzi, którzy są najbardziej wystawieni na działanie napięcia elektrycznego.

Pioruny mogą uderzać w powierzchnię wody, takiej jak jeziora, rzeki czy morza, ponieważ woda jest dobrym przewodnikiem prądu elektrycznego. Woda może prowadzić prąd na pewną odległość od punktu uderzenia, co może być niebezpieczne dla osób pływających czy żeglujących.

Jak zachować się w czasie burzy z piorunami

Aby zapewnić sobie bezpieczeństwo podczas burzy z piorunami, warto przestrzegać poniższych zasad:

Znajdź schronienie: Jeśli to możliwe, schroń się w zamkniętym budynku lub w pojeździe z metalową karoserią. Unikaj małych schronów, takich jak wiaty, namioty czy altanki, które nie zapewniają odpowiedniej ochrony przed piorunami.

Unikaj kontaktu z metalowymi przedmiotami: Nie dotykaj metalowych ogrodzeń, masztów czy drutów, ponieważ mogą one przewodzić prąd elektryczny od pioruna. Wewnątrz budynków unikaj kontaktu z metalowymi instalacjami, takimi jak rury czy kable.

Wyłącz elektronikę: Odłącz i nie używaj urządzeń elektronicznych, takich jak telewizory, komputery czy telefony komórkowe, które mogą przyciągać pioruny lub zostać uszkodzone przez przepięcia.

Nie korzystaj z wody: Unikaj korzystania z kranów, prysznica czy wanny, gdyż woda (i metale, z których wykonane są rury) może przewodzić prąd elektryczny od pioruna.

Unikaj otwartych przestrzeni: Jeśli nie możesz znaleźć schronienia, unikaj otwartych przestrzeni, takich jak pola, plaże czy łąki, gdzie możesz być najbardziej wystawiony na uderzenie pioruna.

Zachowaj dystans od drzew: Pioruny często uderzają w wysokie drzewa, zwłaszcza samotne. Nie szukaj schronienia pod drzewami ani nie stój w ich pobliżu.

Zachowaj ostrożność po burzy: Czekaj kilkanaście minut po ostatnim grzmocie zanim opuścisz schronienie. Pamiętaj, że pioruny mogą wystąpić nawet kilometry od centrum burzy.

Przestrzeganie tych zasad może znacząco zmniejszyć ryzyko związane z piorunami podczas burzy i zapewnić bezpieczeństwo.