گروه کوهنوردی طلوع زنجان

اما مقدار انرژي تخليه شده ، سرعت تخليه و اثرات آن چقدر است؟

صاعقه يكي از قدرتمندترين ، خطرناكترين و عجيب ترين پديده هاي طبيعي است . پديده اي با ميلياردها " وات " انرژي و اثراتي متعدد و باورنكردني مانند توليد هزاران درجه حرارت ، توليد گازهاي مسموم ، ايجاد امواج نيرومند و ...

 صاعقه چه مشخصاتي دارد ؟

صاعقه ويژگي هاي منحصر به فردي دارد كه آنها را در هيچ رخداد طبيعي ديگري نمي توان يافت . ويژگي هايي كه عمدتا از الكتريسيته خاص صاعقه نشات مي گيرند . مهمترين اين خصوصيات عبارتند از : ولتاژ صاعقه ، جريان صاعقه ، قدرت صاعقه ، سرعت صاعقه و دفعات تكرار صاعقه

ولتاژ صاعقه

ولتاژ صاعقه معمولا بين 10 تا 20 ميليون ولت در نوسان است و بعضا تا 100.000.000 ولت هم افزايش پيدا مي كند . بزرگي اين رقم را وقتي بهتر درك مي كنيد كه آن را با برق شهر ( 220 ولت ) مقايسه كنيد . به عبارت ديگر ولتاژ صاعقه آنقدر زياد است كه مي تواند بر مقاوت بسيار زياد " هوا " در برابر عبور جريان برق ، غلبه كرده و از آن بگذرد !

جريان صاعقه

اين جريان در حدود 10.000 آمپر شدت دارد . اما اين مقدار هميشگي نيست و گاه تا 200 هزار آمپر هم مي رسد ( كنتور منزل شما حداكثر 25 آمپر را از خود عبور مي دهد ).

قدرت صاعقه

 با توجه به مطالب بالا مي توان نتيجه گرفت كه صاعقه به طور معمول حدود 100 ميليارد وات(!) انرژي توليد مي كند و مي تواند اين مقدار را تا 16000 ميليارد وات (!) نيز بالا ببرد . نيرويي كه در هيچ كجاي ديگر يافت نمي شود

سرعت صاعقه

 صاعقه با تمام نيروي عظيمش تنها در يك لحظه خود را از ابرهاي آسماني به زمين مي رساند . اما زمان دقيق اين لحظه چقدر است ؟ مشاهدات و محاسبات دقيق سازمان فضايي آمريكا ( ناسا ) نشان مي دهد كه تخليه الكتريكي ابرها معمولا در مدت زماني كمتر از چند صدم تا چند هزارم ثانيه رخ مي دهند . صاعقه گاه مي تواند تا 40 هزار كيلومتر در ثانيه سرعت بگيرد ! يعني مي تواند در يك ثانيه 20 بار مسير رفت و برگشت تهران - مشهد را طي كند.

دفعات تكرار صاعقه در يك محدوده مشخص

وقتي در منطقه اي صاعقه اي روي مي دهد ، اين احتمال هست كه صاعقه چندين بار ديگر نيز به آن حوالي برخورد كند اما نمي توان تعداد دقيق آن را تعيين كرد. با اين وجود مي توان گفت در مناطق كويري و كوهستانهاي مرتفع ، احتمال برخورد پي در پي صاعقه بيش از ديگر مناطق است. همچنين برخي از نقاط كره زمين ، صاعقه خيز تر از جاهاي ديگر هستند ؛ امروزه ماهواره هاي هواشناسي با عكس برداري هاي دقيق و مداوم از تمام كره زمين ، دفعات بروز صاعقه را در نواحي مختلف شمارش مي كنند . اين شمارش نشان مي دهد كه مناطق قطبي با ميانگين 3 بار صاعقه در ساعت ، كمترين و رشته كوه آلپ با 1000 صاعقه در ساعت ، بيشترين آمار بروز صاعقه را دارد . مناطق هيماليايي هم از جمله سرزمين هاي صاعقه خيز جهان محسوب مي شوند. همچنين كوههاي "البرز" در ايران و كوههاي "هندوكش" در افغانستان نيز از مناطق پر صاعقه جهان هستند.

از ديگر خصوصيات صاعقه ، زاينده بودن آن است ؛ به اين معني كه صاعقه مي تواند نور ، صدا ، حرارت و ... توليد كند و همه اينها تاثيرات چشم گيري بر محيط اطراف خود دارند. 

صاعقه به غير از نور و صدا چه چيزهاي ديگري توليد مي كند ؟

صاعقه علاوه بر پيامدهاي مشهودي چون نور و صدا ، بسياري توليدات ديگر نيز دارد كه برخي از آنها خطرناك و بعضي ديگر تنها پديدههايي جالب توجه و عجيب اند . از جمله توليدات صاعقه مي توان ؛ حرارت ، نور ، صدا ، موج ، گاز ، برق زميني ( ولتاژ گام ) ، خلاء و ... را نام برد.

 صاعقه چگونه و چه مقدار حرارت توليد مي كند ؟

عبور جريان برق از هر جسمي حرارت توليد مي كند ، حال هرچه مقدار جريان برق و مقاومت آن جسم در برابر عبور جريان برق بيشتر باشد ، حرارت توليد شده هم بيشتر است . صاعقه نيز هنگام شكافتن هوا و پس از آن ، هنگام برخورد با زمين حرارت توليد مي كند كه با توجه به جريان هزاران آمپري صاعقه ، مقدار اين گرما بسيار زياد است ؛ صاعقه در زمان برخورد با زمين 200.000 درجه سانتي گراد گرما توليد مي كند . اين مقدار حرارت مي تواند يك آجر نسوز را ذوب كند ! البته اين رقم هميشه يكسان نيست و با توجه به جنس خاك ، ميزان رطوبت آن و ساير عواملي كه مقاومت زمين را در برابر جريان برق ، كم يا زياد مي كند متفاوت است . در نظر داشته باشيد كه زمين در برابر جريان عادي برق بسيار مقاوم و كاملا عايق (نارسانا) است و تنها جريانهاي فوق العاده زيادي مانند صاعقه مي توانند از زمين عبور كنند. حرارت حاصل از صاعقه مي تواند انساني را در يك لحظه به ذغال تبديل كند يا مشتي از خاك را با ذوب كردن به سنگ تبديل كند و يا درخت تنومندي را به آتش بكشد .

صاعقه چگونه و چه مقدار نور توليد مي كند ؟

همانطور كه گفته شد صاعقه يك قوس الكتريكي يا به عبارت ديگر يك جرقه بسيار بزرگ است و با شكافتن ملكولهاي هوا نور توليد مي كند . نوري كه صاعقه توليد مي كند از فاصله 100 كيلومتري قابل رؤيت است. اين نور مي تواند تا شعاع چند كيلومتري اطراف خود را روشن كرده و كساني را كه از نزديك آن را ببينند به طور موقت يا دائم كور كند.

صداي صاعقه

 صدا از پيامدهاي هميشگي صاعقه است . اين صدا بر اثر شكافته شدن هوا ايجاد مي شود و در حقيقت صداي انفجار ناشي از برخورد صاعقه است . صداي صاعقه هميشه چند ثانيه پس از ديده شدن برق آن به گوش مي رسد ؛ علت اين مساله بيشر بودن سرعت نور به نسبت سرعت صوت است . يعني هر چند صدا و نور صاعقه همزمان توليد مي شوند اما ما اول نور صاعقه ( برق ) را مي بينيم ، بعد صداي آن ( رعد ) را مي شنويم. سرعت نور : 360 هزار كيلومتر در ثانيه و سرعت صوت : 330 متر در ثانيه است .

 موج ناشي از صاعقه

همانطور كه گفته شد صاعقه را مي توان نوعي انفجار نيز محسوب كرد ، خصوصا وقتي به زمين برخورد مي كند. بنابراين صاعقه هم موج انفجار توليد مي كند ، موجي كه گاه مي تواند انساني را به هوا پرتاب كند.

صاعقه ، گاز توليد مي كند

شايد يكي از عجيب ترين پيامدهاي صاعقه ، توليد گاز باشد و بيشتر تعجب مي كنيد وقتي كه بدانيد اين گاز " اوزون " است . همان گازي كه با قرار گرفتن در لايه هاي بالايي جو ، سدي در برابر تشعشعات زيانبار كيهاني ايجاد مي كند. "اوزون" در حقيقت همان اكسيژن است ولي به جاي 2 اتم ، داراي 3 اتم اكسيژن است مولكول اكسيژن به علت مشكلات پيوندي نمي تواند به راحتي به صورت 3 اتمي در آيد و به همين دليل مقدار گاز اوزون در طبيعت بسيار محدود است اما صاعقه اين كار را به زور و اجبار انجام مي دهد و اتم هاي اكسيژن را سه به سه به هم پيوند مي زند و " اوزون " توليد ميكند . اوزون بر خلاف اكسيژن يك گاز سمي است و تنفس آن مي تواند خطرناك باشد.

برق زميني (ولتاژ گام)

برق زميني يا " ولتاژ گام " يكي ديگر از عواقب خطرناك صاعقه است ؛ برق زميني ، جرياني است كه پس از وقوع صاعقه ، براي لحظاتي در زمين باقي مي ماند تا جذب زمين شده يا تبديل به گرما شود. ش ولتاژ گام در زمين حركت مي كند اما مسير حركت مشخصي ندارد . معمولا قسمت عمده برق زميني در اعماق فرو مي رود اما اگر سطح زمين مرطوب ، داراي بستر سنگي يا پوشيد از خاك مناسب يا علفزار باشد ، ترجيح مي دهد كه روي سطح زمين و در جهات مختلف ، حركت كند . اين پديده را ولتاژ گام مي نامند زيرا با وارد كردن برق از راه گامهاي شخص ( پاهاي او ) ، باعث برق گرفتگي او مي شود. ولتاژ گام تا شعاع چندين متر در اطراف محل اصابت صاعقه پراكنده شده و اشخاصي كه در مسير حركت او قرار گرفته باشند را دچار برق گرفتگي مي كند. اينكه ولتاژ گام دقيقا چقدر برد دارد قابل محاسبه نيست و به ميزان رسانايي خاك آن محل ( موارد ذكر شده در بالا) بستگي دارد ولي به ندرت ديده شده برق زميني بيشتر از 100 متر در سطح زمين پيش برود. ولتاژ گام مختص صاعقه نيست و در حوادث صنعت برق مانند افتادن كابل هاي فشار قوي برق بر روي زمين نيز ايجاد مي شود . البته به طور حتم ولتاژ گام ناشي از صاعقه بسيار قوي تر است.

رعد و برق

آذرخش يا رعدوبرق يك تخليه ي الكتريكي شديد و بسيار سريع در هواست و همين تخليه الكتريكي است كه نور و صدا توليد ميكند.پيش از ايجاد رعدوبرق ابرها طي فرايندهايي بشدت باردار ميشوند كه اين بار معمولا مثبت است, روي سطح زمين بار منفي القا ميكند و به اين ترتيب مجموعه ي ابر هوا و زمين به يك خازن بسيار بزرگ تبديل ميشود كه لحظه به لحظه بارشان بيشتر ميشود و بنابراين اختلاف پتانسيل دو قطب ان در حال افزايش است. بالاخره مقدار اين بار الكتريكي انقدر زياد ميشود كه اختلاف پتانسيل بين ابر و زمين به 10 تا 100 ميليون ولت ميرسد.

ميدان الكتريكي حاصل از چنين اختلاف پتانسيلي ميتواند هوا را با اينكه در حالت عادي نارساناست در يك سير خاص يونيزه و انرا به رسانا تبديل ميكند.به محض اينكه چنين سيري از مولكولهاي يونيزه رسانا از ابر تا زمين ايجاد شود بارهاي الكتريكي به طرف هم حركت ميكنند و در عرض يك ده هزارم ثانيه جريان وحشتناكي در حدود 30 هزار امپر از هواي يونيزه ميگذرد.اما هر جرياني ضمن عبور از ماده با مقاومت اتمهاي ان روبرو ميشود و اين مقاومت بخشي از انرژي الكتريكي را به گرما تبديل ميكند. با استفاده از اصول اوليه الكترومغناطيس ميتوانيد تخمين بزنيد اين جريان در ولتاژ 10 ميليون ولت توان گرمايي در حدود 100 ميليارد وات دارد.چنين تواني حتي در مدت زمان ناچيز - يك ده هزارم ثانيه - ميتواند گرمايي در حدود 10 ميليون ژول ايجاد كند اين گرما باعث ميشود دماي هوا در مسير اذرخش به 30 هزار درجه سانتي گراد برسد اگر كمي با قوانين حاكم بر گازها اشنايي داشته باشيد مي بينيد كه اين تغيير ناگهاني دما (از حدود 300 كلوين به 300 هزار كلوين) حجم هوا را 100 برابر ميكند و اين يعني يك انفجار واقعي انبساط سريع و شديد هوا يك موج ضربتي shock waveدر هواي اطراف ايجاد ميكند كه با سرعت صوت و به شكل تندر يا رعد به گوش شما ميرسد.

اين از بخش صوتي ماجرا,اما گرماي ايجاد شده غير از انبساط بلاهاي ديگري هم سر مولكولهاي هوا مياورد.لامپ معمولي را به ياد بياوريد (لامپ نئون مثال بهتريست) يك جريان نه چندان زياد از رشته تنگستن ميگذرد و دماي ان را به بيش از 2000 درجه ميرساند .اين دما انرژي لازم براي بر انگيختگي اتمهاي فلز را فراهم ميكند.اتمها بر انگيخته ميشوند و در بازگشت انرژي اضافي را به صورت فوتونهاي نوري ازاد ميكند و به اين ترتيب رشته تنگستن روشن ميشود.در اذرخش هم چيزي شبيه اين ماجرا اتفاق مي افتد:جريان شديدي از هوا ميگذرد ان را گرم ميكند و به تابش وا ميدارد و تابشي كه يك مسير نوراني بين ابر و زمين ايجاد ميكند.

www.sevilbk.blogfa