Uderzenie pioruna w zwolnionym tempie

Dla większości z nas burza to tylko błyski i głośne huki, jednak dla naukowców jest to jedno z najbardziej niepoznanych zjawisk. Chociaż wydawałoby się, że o burzy wiemy już wszystko, to jednak w rzeczywistości więcej jest niewiadomych niż wiadomych.

Badacze postanowili przyjrzeć się piorunom z bliska za pomocą specjalistycznych kamer, dzięki którym na własne oczy zobaczyli coś, co ich zdumiało. W telewizji możemy zobaczyć obraz emitowany z prędkością 24, 25 lub 30 klatek na sekundę.

Natomiast wykorzystywane do badań tzw. "szybkie kamery" są w stanie rejestrować obraz z niezwykłą dokładnością nawet miliona klatek na sekundę. Dzięki temu można dostrzec, to co zwyczajnie jest niewidoczne. W ciągu jednej sekundy piorun kilkukrotnie dotyka powierzchni ziemi i praktycznie niczego nie możemy zobaczyć.

Jeśli jednak użyjemy szybkiej kamery, to proces uderzenia pioruna w ziemię zobaczymy w gigantycznym spowolnieniu. Sekunda rozłożona będzie wówczas na 25 milionów obrazów. Do przetwarzania danych potrzeba jednak gigantycznych dysków, a takie w teren, gdzie obserwuje się burze, zabrać jest trudno.

Dlatego naukowcy obserwujący burzę korzystają obecnie najwyżej z kamer mogących zarejestrować 7 tysięcy obrazów na sekundę. Takie właśnie niezwykłe nagranie wykonali naukowcy z Florydzkiego Instytutu Technologicznego.

Zobaczyć możemy na nim pioruny rodzące się w chmurze, które następnie rozgałęziają się. Kamera ujawniła, że w pojedynczym wyładowaniu atmosferycznym występuje znacznie więcej gałęzi niż widoczne jest to gołym okiem. Następnie ładunki elektryczne po tych gałęziach, nazywanych kanałami powietrznymi, rozprzestrzeniają się z prędkością ponad 200 tysięcy kilometrów na godzinę.

Kanały mają średnicę zaledwie kilku, najwyżej kilkunastu centymetrów, taka też jest maksymalna grubość błyskawicy. Rozgrzewają się one aż do 30 tysięcy stopni, czyli są kilkukrotnie gorętsze niż powierzchnia Słońca. Nagły i wzrost temperatury powoduje rozprężanie się powietrza, pojawia się błysk i fala dźwiękowa (uderzeniowa), którą nazywamy potocznie grzmotem.

Spójrzmy na najdalej wysuwające się w dół części wyładowań. Zmierzają one ku ziemi i kiedy jej dotykają następują kolejne błyski. To właśnie pioruny doziemne, w których energia elektryczna wędruje wielokrotnie między ziemią a chmurą z zawrotną prędkością aż 100 milionów kilometrów na godzinę, przy tym wytwarzając napięcie rzędu 100 milionów woltów.

W tym czasie ludzkie oko widzi jedynie jedno wyładowanie. Naukowcy mają nadzieję wkrótce wykorzystać szybsze kamery rejestrujące obrazy z prędkością 100 tysięcy klatek na sekundę. Według nich jesteśmy dopiero na początku badań piorunów z wykorzystaniem takiej technologii. Ciekawość jest bardzo duża, ponieważ po raz pierwszy mamy możliwość zobaczenia tak powszechnego zjawiska z zupełnie innej perspektywy.