Burze - nie taki diabeł straszny

O burzach wiemy tyle, że straszą nas piorunami i są niebezpieczne, ale poza tym mają one w sobie wiele piękna i są ściśle związane z tym co dzieje się w kosmosie.

Wyładowania elektryczne w tym zjawisku atmosferycznym powstają w chmurach zwanych cumulusami. Te z kolei tworzą się na granicy frontów. Rozbudowują się wtedy do ogromnych rozmiarów sięgając nawet 10 kilometrów, czyli wyżej niż latają samoloty pasażerskie. Ścierające się masy ciepłego i chłodnego powietrza tworzą silne prądy wstępujące. Kondensująca się tam para wodna przeradza się kryształki lodu, które poruszając się w chmurze trą o siebie i wytwarzają ładunek elektryczny. Jak się jednak okazuje jest on zawsze zbyt mały by pokonać opór elektryczny jaki mu stawia powietrze na drodze do ziemi.

Jak to więc się dzieje, że pioruny sięgają powierzchni planety?

Różnego rodzaju doświadczenia przekonały naukowców, że musi być jakiś czynnik, który wyzwala mechanizm pioruna. Sama błyskawica o średnicy zaledwie 5 do 10 mm przenosi ogromny ładunek milionów amperów za pomocą równie gigantycznego napięcia. Całość daje nam się we znaki błyskiem i grzmotem.

Sam błysk powstaje w wyniku świecenia zjonizowanych na drodze cząsteczek powietrza. Za to grzmot to efekt fali uderzeniowej powstającej w wyniku rozprężania się powietrza w przestrzeni na drodze wyładowania, gdzie panuje temperatura większa niż na Słońcu. Wszystko trwa jedną chwilę. Tak krótką, że niezwykle trudno jest sfotografować czy sfilmować całe zjawisko. Aby tego dokonać w najprostszy sposób wystarczy otworzyć migawkę aparatu i czekać na błysk. Do badania zjawiska to za mało. Dlatego przy pomocy szybkobieżnych kamer filmowano wyładowania atmosferyczne i okazało się, że nie jest to pojedyncze wyładowanie, ale cała seria wyładowań. A ponadto powstaje jeszcze wyładowanie zwrotne, ku górze, od strony ziemi.

Co wywołuje tak silne wyładowanie elektryczne? Wszystko wskazuje, że ma z tym dużo wspólnego promieniowanie kosmiczne. Bombarduje ono stale nasza planetę. Cząsteczki o wysokich energiach wdzierają się w naszą atmosferę i to one najprawdopodobniej wyzwalają cały mechanizm. Badanie tego nie jest łatwe. Ale teoria znajduje swoje potwierdzenia w badaniach terenowych. Tu obliczenia zgadzają się z obserwacjami. Przy mniejszej aktywności słonecznej mamy do czynienia z silnym promieniowaniem kosmicznym. Stąd krótka droga do silnych i częstych burz z wyładowaniami elektrycznymi.

Same wyładowania to nie wszystkie efekty z jakimi przyszło się nam zmierzyć. Kolejne są jeszcze bardziej tajemnicze i maja miejsce nad niektórymi chmurami burzowymi i związek z niektórymi - najsilniejszymi - wyładowaniami. Należą do  nich Sprite, błękitne fontanny i duszki. Zjawiska te są jeszcze bardziej rozległe od burz. Sięgają swoim zasięgiem satelitów na orbicie okołoziemskiej. Są bardzo trudne do obserwacji, choć nowoczesny sprzęt pomaga rozwiązać ten problem w dużym stopniu.

Zjawiska burzowe nie są domeną tylko naszej Ziemi. Mają miejsce na wszystkich planetach posiadających atmosferę. Może nie wszędzie działa dokładnie ten sam mechanizm, ale w dużej mierze tak jest. Zjawiska te obserwowane są dzięki satelitom poruszającym się na ich orbitach. Tak obserwujemy burze na Saturnie i na Jowiszu. Jedynie co różni je pierwszy rzut oka to skala - znacznie większa niż na Ziemi.

Zarówno te na Ziemi jak i na innych planetach są równie niebezpieczne. Ochrona przed nimi nie jest łatwa i warto tu pamiętać o kilku podstawowych zasadach. W domu wyłączamy wszystkie możliwe urządzenia elektryczne, a w terenie staramy się przyjąć jak najbardziej skuloną w kucki pozycję, a  w żadnym wypadku nie chowamy się pod drzewa. I choć zawsze się o tym pisze i mówi, to i tak znajdują się osoby ginące od pioruna właśnie pod drzewami i zapalające się domy, gdzie w czasie burzy oglądano telewizję i rozmawiano przez telefon komórkowy.

Burze to przepiękne zjawisko, jak wszystko w naturze. Jak widzimy ma ono związek z kosmosem co dowodzi, że nie żyjemy w oderwaniu od całości jaka jest Wszechświat. A skoro nie mamy pogody na obserwacje gwiazd w czasie wieczornych spacerów, to może choć popatrzymy na te cuda z naszego okna w zaciszu domowego ogniska.