Spis treści:
- Jak powstaje piorun oddolny?
- Na czym polega zjawisko pioruna oddolnego?
- Jak często występuje piorun oddolny?
Piorun jest gwałtownym wyładowaniem elektrycznym między obszarami o przeciwnym ładunku, zwykle między chmurą burzową a ziemią lub między dwiema chmurami. W większości przypadków inicjatorem jest chmura, a zjonizowany kanał wyładowania schodzi w kierunku powierzchni Ziemi. Zdarza się jednak, że to wysoki obiekt na ziemi wyzwala własne wyładowanie pod wpływem silnego pola elektrycznego. Wtedy obserwator ma wrażenie, że piorun startuje z ziemi i biegnie ku górze. To właśnie nazywamy piorunem oddolnym, nazywanym też wstępującym.
Jak powstaje piorun oddolny?
Aby zrozumieć piorun oddolny, trzeba zacząć od zrozumienia samej burzy. W chmurze burzowej unoszą się i opadają krople wody oraz kryształki lodu, które się zderzają i rozrywają. W wyniku tych procesów ładunki dodatnie gromadzą się zwykle w górnej części chmury, a ujemne w dolnej. Powstaje ogromne pole elektryczne między chmurą a ziemią. Ziemia, traktowana jako przewodnik, reaguje na to pole. Pod obszarem naładowanym ujemnie w chmurze na powierzchni gromadzi się nadmiar ładunku dodatniego. Im bliżej burzy znajduje się wysoki obiekt (maszt, komin, wieża kościelna, turbina wiatrowa), tym łatwiej w jego otoczeniu powstają bardzo silne lokalne pola elektryczne.
W typowym scenariuszu z chmury schodzi w dół rozgałęziony, słabo świecący lider - rodzaj wstępnego kanału wyładowania. Gdy zbliża się do ziemi, z ostrych krawędzi wysokich obiektów wychodzą w jego stronę krótkie, jasne wyładowania wstępujące, aż wreszcie jedno z nich łączy się z liderem i powstaje główny błysk pioruna.
Przeczytaj również: Czy w Polsce istnieje aleja tornad? Lokalizacja może zaskoczyć
Piorun oddolny pojawia się wtedy, gdy sytuacja się odwraca: to wyładowanie wstępujące z obiektu na ziemi staje się początkiem całej błyskawicy, która dopiero później wciąga w siebie ładunek z chmury. Może do tego dojść, gdy burza znajduje się bardzo blisko lub tuż nad wysokim obiektem albo gdy wokół panuje bardzo silne, szybko zmieniające się pole elektryczne, np. po wcześniejszym uderzeniu innego pioruna w pobliżu. Głównym wyróżnikiem pioruna oddolnego jest kierunek jego rozgałęzień, które przypominają korzenie drzewa rozchodzące się w górę, w stronę chmury.
Wysokie budowle są zwykle wyposażone w instalacje odgromowe, których zadaniem jest przechwycenie wyładowania i bezpieczne odprowadzenie prądu do ziemi. To właśnie takie elementy konstrukcji najczęściej stają się punktami startowymi piorunów oddolnych.
Na czym polega zjawisko pioruna oddolnego?
W fizycznym opisie piorun oddolny nie różni się zasadniczo od "klasycznego" wyładowania chmura-ziemia. W jednym i drugim przypadku mówimy o gwałtownym wyrównaniu różnicy potencjałów między dwiema strefami ładunku za pośrednictwem przewodzącego kanału powietrza. Wyjątkowy jest moment inicjacji oraz kierunek, w jakim rozchodzi się czoło wyładowania.
W praktyce oznacza to, że w przypadku wyładowania "z góry" to chmura narzuca kierunek i tempo tworzenia kanału. W przypadku pioruna oddolnego inicjatywę przejmuje szczególnie silnie naładowany obiekt na ziemi, który "wyrasta" z pola elektrycznego jak iskra z ostrza przewodnika.
Co ciekawe, na nagraniach wysokiej szybkości widać często, że kanał świeci niemal jednocześnie na całej długości, ponieważ prąd powrotny rozchodzi się w nim niezwykle szybko. Z tego powodu ludzki wzrok łatwo daje się oszukać i nawet jeśli proces fizyczny zaczyna się przy ziemi, mózg może interpretować zjawisko jako błysk spadający z góry.
Jak często występuje piorun oddolny?
Piorun oddolny szczególnie często pojawia się nad górami, na wysokich wieżowcach i masztach radiowych, a także przy farmach wiatrowych. W takich miejscach lokalne pole elektryczne jest wzmacniane przez kształt terenu lub konstrukcję budowli, co sprzyja powstawaniu wyładowań wstępujących.
W skali wszystkich burz na świecie pioruny oddolne uznaje się za zjawisko rzadkie. Większość rejestrowanych wyładowań to klasyczne pioruny między chmurą a ziemią lub między chmurami. Dokładny udział procentowy różni się w zależności od regionu, liczby wysokich obiektów i zastosowanej metody pomiaru, ale wszystkie dane obserwacyjne wskazują, że pioruny oddolne stanowią niewielki ułamek wszystkich błyskawic.
Dla kogoś mieszkającego z dala od wysokich budowli piorun oddolny jest rzadkością, ale przy drapaczach chmur czy wieżach nadawczych potrafi występować wielokrotnie podczas jednej burzy. Znacznie większe szanse na jego zaobserwowanie mają zawodowi meteorolodzy i łowcy burz, którzy celowo ustawiają aparaturę w miejscach sprzyjających takim wyładowaniom.
Źródło: ciekawiodzawsze.pl, bryk.pl
