Razelektritve na spletu - as. krožek
Vsako leto na Zemlji strele poškodujejo približno 240000 ljudi.
Ocena smrtnih žrtev na svetu zaradi udarov strel pa je okrog 6000 ljudi
na leto (vir: WIKI).
Verjetnost, da nas torej udari strela v enem letu (za 8 milijard ljudi) je
(100 % * 240000)/8000000000 = 0.03 %,
da nas ubije pa le (100 % * 6000)/8000000000 = 0.000075 %.
Če zaokrožimo, pomenijo te številke eno smrtno žrtev na milijon ljudi na leto
in 30 poškodovanih (kar pa ni tako malo).
Seveda je veliko odvisno od lokalne klime - Slovenije je nevihtno
zelo obremenjena in so verjetnosti za poškodbe med številnimi udari strel tako višje.
Strele tudi povzročijo ogromno materialne škodo na infrastrukturi,
elektronskih napravah (grobe ocene so okrog milijon EUR na milijon
prebivalcev samo zaradi požarov,
ki jih povzročijo strele in kje vse je še ostala
škoda? - ocene so torej okrog 100 večjih požarov na milijon
prebivalcev na leto zaradi strel)
- in tukaj se bije nepotreben boj med zavarovalnicami
in oškodovanci. Danes preko daljinskega zaznavanja
s sistemov anten zabeležimo več kot 90 % vseh razelektritev
na vsaj nekaj 100 metrov natančno
ali celo bolje in na sekundo natančno.
Velikokrat pride do spora, češ - strela je udarila 100 m od hiše
in vam zato zavarovalnica ne bo povrnila škode, ki je evidentno
posledica strele.
Če vam torej strela udari recimo 300 m od hiše (po meritvah),
in so vaše elektronske naprave posledično poškodovane, je to še zmeraj
znotraj merilne negotovosti - kar pomeni, da ni
nobenega razloga, da vam zavrnejo
odškodnino! In še druga pomembna
narava udara strel - poleg direktnih udarov je zaznanih še
vrsta spremljujočih sekundarnih udarov, kar se lepo vidi
iz slik, animacij strel. Mnoge od teh pa se zgubiju v šumu
detektorjev in v izjemno velikih amplitudah primarnih udarov.
Lokacija strel se določa po časovni metodi, pri čemer vsaj s
tremi senzorji izmerimo točen čas detekcije ter jakost elektromagnetnega
vala strele, nato pa s
pomočjo časovnih razlik izračunamo oddaljenost razelektritve
(podobno kot pri triangulaciji).
To velja v primeru, da se
razelektritev zgodi znotraj trikotnika, ki ga opisujejo antene. Določi se tudi amplituda
električnega toka. Za določitev ostalih razelektritev so potrebni vsaj štirje
senzorji - danes imajo mreže seveda veliko več senzorjev.
Tako danes strele veljajo za ene najbolj natančno pomerjenih vremenskih fenomanov (časovno
in prostorsko),
kar kažejo tudi primerajve med konkurenčnimi mrežami za zaznavanje strel.
Stran "lightningmaps" , ki bo tukaj predstavljena, je lahko dobra referenca tako za raziskovalce,
za oskodovance, kot zavarovalnice ... Bilo je
narejenih tudi kar nekaj primerjav, ki kažejo,
da gre strani "lightningmaps" zaupati.
Še prej pa nekaj zanimivosti o strelah.
Strele so lahko izjemno privlačen prizor, a hkrati so tudi
smrtno nevarne! Hitrost strele (širjenje bliska, prevodnega
kanala - "leaderja", večinoma
proti tlem) znaša okrog 61 km/s ali celo 100 km/s
(povratni udar (tok) pa znaša kar
27800 km/s ali po pospeševanju blizu 100000 km/s, "return stroke"
ima torej 1/3 hitrosti svetlobe po prevodnem kanalu)
in lahko doseže temperaturo do 30000 K (pri povratnem udaru
pa ima plazma lahko temperaturo celo čez 50000 K) - posledično hitro naraste tlak
segretega zraka,
kar slišimo kot grmenje (če strela udari km vstran od nas, bomo
videli blisk praktično v trenutku, grmenje pa okrog 3 s pozneje - hitrost svetlobe je
300 000 km/s, zvoka pa okrog 0,34 km/s).
Strele so naravni elektrostatični vir praznjenja,
med katerim se dva električno nabita območja
v atmosferi (oblak - oblak, znotraj oblaka) ali tleh
(oblak - tla ali obratno) začasno izenačita,
kar lahko povzroči hitro sprostitev milijarde in več joulov energije.
Ko pride do preboja, doseže električni potencial do 3 milijone voltov
na meter
- odvisno od tlaka in sestave plina, zraka: kar opisuje Paschenov zakon.
Napetosti so lahko nekaj 10 milijonov voltov, električni tok pa nekaj 10000 A (lahko
tudi 400000 A pri redkih pozitivnih
praznjenjih - iz negativnih tal v zgornje pozitivne dele oblaka.
Teh še posebej zelo nevarnih praznjenj je le okrog 5 % in
točka udara je lahko kar nekaj kilometrov oddaljena od oblačne celice
["strela z jasnega"],
glej desno sliko zgoraj.
Med električnima poloma (velja za vse tipe strel) se najprej ustvari
prevodni kanal
(v segmentih z dolžino okoli 50 m), nato pa steče povratni tok,
ki mu pravimo povratni udar,
lahko jih sledi še več.
Večina udarov (zrak - zemlja) je iz negativnega dela oblaka v pozitivna tla
(imenujemo jih tudi negativne strele) -
ko strela potuje od oblaka k tlom - potujejo seveda elektroni
(pospešujejo se tudi pozitivni delci,
a veliko počasneje in v nasprotni smeri kot elektroni).
Ta dogodek, sprostitev energije, lahko povzroči širok razpon elektromagnetnega sevanja,
iz zelo vroče plazme, ki nastane s hitrim gibanjem elektronov,
do bliskov vidne svetlobe v obliki sevanja črnega telesa. Bliski se lahko
vidijo tudi do 150 km daleč.
Osnovni pogoj za ločitev električnega naboja je trenje,
ki ga povzročajo močni vrtinci
znotraj kumulonimbusnega oblaka, katerih hitrosti znašajo
5-20 m/s ali več.
Težja ledena zrna v oblaku, ki padajo se hkrati
drgnejo ob lahke ledene kristale (ki so hkrati dipoli (+ -) ), ki se
dvigajo. Nevihtni oblaki so posledica vzgona - topel zrak se dviga, ker
z višino
temperatura pada,
in če je v zraku dovolj vlage, nastane oblak, ki ga sestavljajo
kapljice, lahki ledeni kristali, večja ledena zrna.
Večja ledena zrna pri presegenaju določene mase začnejo
padati - ko se poruši ravnotežje med uporom verikalnih vetrov in težo
zrn.
Lahki dvigajoči kristali zaradi trenja (rahlih trkov) postanejo tako pozotivni,
težja ledena padajoča zrna pa negativna.
Do prehoda nabojev (elektronov) prihaja, ker nekateri atomi in molekule (snovi, kristali)
manj vežejo elektroski oblak nase
kot drugi in ob stiku obeh delcev (snovi) pride do prehoda elektronov (to je vsebina
zgornje animacije in shematskih slik vezave atomov).
Še generalna opomba!
Podatki o tokovih, napetostih, hitrostih, energijah ob strelah od vira do vira nekoliko nihajo,
tako da omenjne številke pomenijo prej velikostne rede, ocene maksimalnih vrednosti,
kot dokončne vrednosti fizikalnih
spremenljivk.
Redka pozitivna strela (iz negativne zemlje v vrh
pozitivnega oblaka) - takih je le okrog 5% vseh strel - a izjemno nevarne,
z velikimi tokovi. Udari lahko nekaj km od nevihtnega oblaka -
zdi se kot strela z jasnega. Velikokrat so žrtve delavci v naravi
(travnikih, njivah,
cestah, gorah ...):
gorniki, pohodniki, cestarji, gobarji ...
Ob oblaku v okolici, pri nas pa celo sije sonce,
se namreč zdi, da strela do nas ja ne more udarit, saj je oblak daleč,
mi pa smo na soncu ... Pa temu ni tako - tak je bil
najbrž primer strele na Veliki planini
2018-08-02 ob 14 h (12:06 UTC).
.
Vir: http://www.weatherimagery.com/blog/positive-negative-lightning/
Mislim, da spodaj omenjeno spletno orodja že poznate - pa vendar!
Primerjal sem udare strel iz slo. uradnega orodja za prostorsko in časovno detekcijo strel
in enega izmed spletnih orodij ( lightningmaps.org ):
*
https://www.lightningmaps.org
Analiziral sem podrobnosti dogodka na Bledu 14. jul. 2018. Iz primerjave izhaja,
da se lokacija strel ter čas dobro
ujemata s trenutkom nesreče ob 15. h po našem času.
Aplikacija ima (čez palec) v danem primeru nekaj manj
udarnih točk (sekundarnih udarov strel) kot slo. orodje - a vsebuje korektne (zadostne) točke
udarov.
Podobno velja za dogodek na Veliki planini
(2018-08-02 ob 14 h (12:06 UTC) - in v tem primeru je spletna aplikacija celo boljša od slo.
uradne.
Sama aplikacija ima spodoben arhiv za leta nazaj - od 1. jan. 2013.
Za pregled trenutnih razmer v ozračju
so na razpolago naslednje opcije - klikne se na koledarček (levo zgoraj na karti):
Show Lightning: * real time only * -1h * -24h
Slika je zgolj za ponazoritev!
UPORABA ZA NAZAJ
Klikne se na koledarček (levo zgoraj na karti) in vpiše ali izbere datum:
Archive by day: Get archived lightning data for 24h starting at the selected date/time.
OBVEZEN JE KLIK NA - Apply (potrebno je počakati
nekaj trenutkov, da se podatki naložijo !!! ) in nato sledi še vaše zumiranje željenga kraja!
Ko dovolj zumirate (približate lokacijo), se vam pokažeta datum in UTC čas na vsaki
zabeleženi razelektritvi (za strele Sloveniji in okolici prištejete 1 uro med zimskim
časom in 2 uri med poletnim časom,
da dobite lokalni uraden čas udara strele)! Napake so tipično nekaj 10 m ali več.
Za okvaro elektronskih inštrumentov ni potreben direkten udar, ampak so lahko
strele oddaljene tudi več kot 100 m od točke škodnega dogodka - tukaj so sekundarni udari,
tokovi zaradi močnih induciranih polj, prevajanje po električnem omrežju, mokrih tleh ...
Aplikacija je lahko informativna dopolnitev uradnih podatkov za vse,
ki vas to področje zanima strokovno
ali zaradi škodnih primerov - poškodovanje eletronskih naprav,
strojev, poškodbe na zgradbah, požari, ...
Če 2x kliknete na točko strele, se ta kraj postavi v center karte in v URL naslovu (na vrhu)
lahko razberete tudi koordinate strele, primer koordinat (y=45.9242;x=14.9018) iz naslova:
https://www.lightningmaps.org/?lang=en#m=oss;t=3;s=0;o=0;b=0.00;ts=0;y=45.9242;x=14.9018;z=15;d=2;dl=2;dc=0;
Datum in čas strele se pojavi na karti pri dovolj velikem zumu!
Nazaj na domačo
stran as. krožka GŠ.
Povzel: Vičar Z.
Nekaj dodatnih razlag, animacij, izračunov.
Udar elektronov iz oblaka navzdol proti zemlji se na poti razveji
na več krakov strele.
Udar strele je posledica povezave dveh prevodnih kanalov zraka,
pozitiven je prikazan v modri barvi in negativen v rdeči.
Fotografiranje z visoko frekvenco, ki prikazuje različne faze strele med postopkom
praznjenja - Toulouseu, Francija.
Električno polje med oblakom in tlemi na preprostem modelu.
Električno polje med oblakom in tlemi na preprostem modelu.
Koliko energije se sprosti!
Električno polje - kakšne hitrosti dosežejo elektroni,
recimo med trkoma.
