A villámlás olyan időjárási jelenség, amely leggyakrabban zivatarok idején fordul elő. Előfordulhat más olyan időjárási események során is, amelyek megváltoztatják vagy megváltoztatják a körülöttük lévő légkört, mint például vulkánkitörések.
A villámlásnak három fő típusa van. A felhő-föld típus a legismertebb a megjelenése, láthatósága és az emberekre jelentett veszélye miatt, és egy felhő és egy földön lévő tárgy között következik be. A Felhő-felhő villám két egyedi felhő között, a Felhőn belüli villám pedig egyetlen felhőn belül keletkezik.
Tények a villámról
- A villám a felhő alján lévő nagy mennyiségű elektronok és a talajban lévő tárgyakban lévő protonok ebből eredő vonzása közötti elektromos kisülés.
- Egyetlen villámban akár 1 milliárd volt is lehet.
- A villámcsapás segítségével megközelíthetjük, hogy milyen messze történt a villámcsapás. Egy villámcsapás és az általa okozott mennydörgés között eltelt 5 másodperc alatt a villám 1 mérföldre van.
- Másodpercenként körülbelül 100 villámcsapás történik a Földön. Ez körülbelül 8,6 millió csapást jelent naponta.
Mi okozza a villámlást?
A villámlást kiváltó folyamat a felhőkben kezdődik. A felhőket hatalmas mennyiségű apró jégszemcsék és vízcseppek alkotják. A zivatar előtt a párolgás nagy mennyiségű vízcseppet juttat a légkörbe, és a páratartalom gyakran magas. A légáramlatok ezeket a cseppeket a légkörbe szállítják, ahol más vízzel és jéggel együtt hatalmas felhőket, úgynevezett Cumulonimbus felhőket alkotnak, amelyeket zivatarok idején láthatunk.
Amint a párolgott cseppek felemelkednek és kondenzálódni kezdenek, ütközni kezdenek a felhőben már jelen lévő más jégrészecskékkel, és a folyamat során elektronokat vonnak le a részecskékről. Az elektronok a felhő alja közelében gyűlnek össze, a protonok pedig a felhő tetejére kerülnek. Az elektromágnesesség tulajdonságai révén ez a hatalmas töltésegyenlőtlenség hasonló töltésegyenlőtlenséget okoz a talajban és az alatta lévő tárgyakban, ahogy a protonok elkezdenek felfelé mozogni. Több negatív töltésű pálya “lép le” a felhőből. Ezeket az utakat nevezzük lépcsős vezetőknek. Amikor a lépcsőfokok a talaj közelébe érnek, a talajból és a talajon lévő tárgyakból ionizált protonpályák, úgynevezett streamerek lövellnek ki, hogy találkozzanak a lépcsőfokokkal. Amikor egy streamer és egy step leader találkozik, utat képeznek a szükséges elektromos kisüléshez, vagyis a kiegyenlítődéshez. A felhő negatív töltésű alapja és a talaj pozitív töltésű területei között létrejövő áram az, amit villámlásként látunk. A villámok előfordulásának többségét dörgések követik.
Védelem
Védintézkedések
Ha zivatar vagy elektromos vihar közeledik, fontos, hogy azonnal fedett helyen keressünk menedéket. Az embereknek különösen távol kell maradniuk a fáktól, telefon- és zászlórudaktól, nyílt területektől, például mezőtől, és legfőképpen a víztől, de minden szabadtéri helyszín nem biztonságos. Amikor a villám belecsap valamelyik ilyen tárgyba, a töltés képes áthaladni a talajon vagy a vízben a becsapódás helye közelében lévő területen. Ha feltétlenül szükséges, az autók nyújthatnak némi védelmet, ha a teljes váz fémből áll. Azonban nem a gumiabroncsok nyújtanak védelmet – hanem a váz. A villámcsapás által érintett mozgó járművek mozgásképtelenné válhatnak, és ezután komoly potenciális veszélyt jelentenek a forgalmas utakon. Ezen okok miatt erősen ajánlott elektromos viharok idején abbahagyni a vezetést, és lehetőség szerint menedéket keresni.
A biztonságot javító találmányok
Egy korábbi előkészület, amelyet gyakran végeznek a magasabb építményeken, például a magasházakon és a felhőkarcolókon, a villámhárítók felszerelése. A villámhárító, amelyet néha Franklin-rúdnak vagy villámhárítónak is neveznek, fémből készül. Egy nagy darab alumínium- vagy rézhuzalhoz csatlakozik, amelyet a földbe vezetnek.
Mi a kék sugár és a gigantikus sugárvillám?
A kék sugárvillám ritka jelenség, amely a felső légkörben fordul elő, és gyakran csak a magasan a Föld felett tartózkodó űrhajósok vagy a nagyon nagy magasságban lévő egyének láthatják. Ahogy a lecsupaszított elektronok összegyűlnek a Cumulonimbus felhő alja felé, hogy létrehozzák a villámokat, amelyeket itt a Földön látunk, a megmaradt protonok feljebb gyűlnek a felhőben. Az elméletek szerint ezek a jelenségek akkor jönnek létre, amikor elektromos kisülés keletkezik ezek között a protonok és egy másik negatív töltésű réteg között, amely még magasabban van a felhőben.
A gigantikus sugárvillámok nagyon hasonlóak, de úgy gondolják, hogy a felhő pozitív töltésű része és a felhő feletti légköri rétegek között keletkeznek.
Villámok az irodalomban, a filmben és a kultúrában
- A “Vissza a jövőbe” című 1985-ös filmben Emmitt Brown doktor egy drótot csatlakoztat a Hill Valley belvárosában lévő óratoronyhoz, hogy egy villámcsapásból származó gigawattot hasznosítva visszaküldje Martyt 1985-be.
- A Frankenstein című 1931-es filmben Dr. Frankenstein elektromos vihart használ, hogy életre keltse szörnyét. Ez egyedülálló volt a filmben, mivel Mary Shelley “Frankenstein” című könyve nem részletezte, hogyan keltette életre a szörnyet.
- Egy másik 80-as évekbeli filmben, a “The Great Outdoors”-ban egy Reg nevű férfit állítólag 66 alkalommal csapott bele a villám.
- A sarki mitológiában Thor a villám, a mennydörgés és a viharok istene. Hasonlóképpen a görög mitológiában Zeusz is villámokat szór az ellenségeire. Számos indián mitológiában a villám akkor keletkezik, amikor egy Thunderbird nevű lény pislog a szemével.
- A DC Comic Book “The Flash” karakterének szimbóluma egy villám.
- Tampa Bay profi jégkorongcsapata (a National Hockey League tagja) a Tampa Bay Lightning.
- A villámok néha szerepelnek céglogókban. A Gatorade logója az egyik leghíresebb, amely ezt teszi.