Veoma zanimljiva pojava, nama meteoljupcima tokom kasnih proletnjih, i letnjih meseci i omiljena pojava!
Dosta sam saznao čitajući ovaj tekst, pa stoga želim da ga podelim sa vama, ali i svim ljudima koje ova tematika zanima. Uživajte!
Munja i grom su od pamtiveka bili obavijeni velom duboke tajne, misterije i straha čoveka pred sudom Božijim; smatrao je da je pojavom munje i groma bio kažnjavan za počinjene greške i učinjene grehove.
U antičko doba, kad je naučna misao bila tek u povojima, gotovo svim narodima i kulturama su grom i grmljavina bili znaci božanskog delovanja. Narodu stare Grčke grom je predstavljao jedno od Zevsovih oružja koje je za njega načinila Minerva, boginja mudrosti. I Grci i Rimljani su osmatrali nebo, plašili se grmljavine kao znaka da su bogovi loše volje ili da se među njima događaju svađe i obračuni. Da bi odobrovoljili bogove, obožavajući ih i bojeći ih se, svoje hramove su najčešće gradili na mestima koja je pogodio grom i koja su stoga za njih bila sveta. Slično je bilo u kulturama i religijama većine starih naroda, a razna praznoverja su se održala gotovo do današnjih dana. U nekim sredinama još se i danas veruje da zvuk crkvenih zvona može odagnati gromove.
Dugo je vremena trebalo da prođe, da bi se ova božanska pojava transformisala u čovekovoj svesti u prirodni klimatski fenomen: primitivna objašnjenja munje i groma nalazimo kod svih naroda svih religija Srednjega veka; tek u XVII veku čovek počinje da se oslobađa svog praznoverja a XVIII vek se može smatrati početkom naučnog spoznavanja i tumačenja pojava atmosferskog pražnjenja, koja karakterišu epohalni radovi fizičara Franklina (Benjamin Franklin), Nolea (Jean-Antoine Nollet), Dalibara (Thomas François Dalibard) i ostalih istraživača, koji su protumačili ovu pojavu zahvaljujući najviše eksperimentu sa Franklinovim zmajem i Dalibarovom štapu, ogledu, koji je ovaj izveo u svome vrtu u Marli-la-Vilu (Marly-la-Ville), godinu dana pre no je Franklin patentirao svoj gromobran.
Devetnaesti vek će biti posvećen vizuelnim observacijama i statistikama pražnjenja zbog nedostatka adekvatnih instrumenata koji bi ubrzali upoznavanje fenomena atmosferskih pražnjenja. Tek na početku druge trećine XX veka, kvalitetniji načini merenja, snimanja i fotografisanja, omogućili su da se bliže upozna ova pojava i daju neke numeričke veličine. Veliki je broj istraživača koji su tragali za efikasnom zaštitom od atmosferskih pražnjenja. Prvi pokušaji da se poboljša efikasnost Franklinovog štapa datiraju od pronalaska radioaktivnosti, predhodno prirodnog radijuma a zatim i veštačkih. Spontanu jonizaciju na vrhu Franklinovog štapa potrebno je umnogostručiti za vreme nevremena, kako bi uzlazni traser pouzdano krenuo sa željenog mesta u susret silazećem traseru. Među prvim predlagačima radioaktivnih gromobrana je sigurno mađarski fizičar Silar (L.Szillard), koji je 1914. godine predložio postavljanje radioaktivnog izvora uz vrh Franklinovog štapa, kako bi tako razelektrisao olujne oblake i predupredio pojavu atmosferskog pražnjenja. Ova hipoteza je, međutim, vrlo brzo bila opovrgnuta elementarnom računicom, koja je pokazala da bi bila neophodna aktivnost radioaktivnog izvora od nekoliko hiljada kirija, da bi došlo do značajnijeg protoka naelektrisanja. Pobornike radioaktivnog gromobrana ova činjenica nije pokolebala, pa su predložili novi model: joni koji će se formirati u vazduhu iznad radioaktivnog izvora uz šiljak Franklinovog štapa, "produžiće" sam štap a time i njegove mogućnosti u zaštiti od atmosferskog pražnjenja. Ovo objašnjenje je negde iz 1960. godine ali je moralo da padne zbog nedovoljnog kvantiteta formiranih jona, preslabog da bi mogao znatnije da poveća provodnost okolnog vazduha. Prisutan je i treći pokušaj za dokazivanje efikasnosti radioaktivnog gromobrana, najpoznatiji, koji datira od oko 1975. godine: jonizacija će aktivirati elektrone "pokretače", neophodne da provociraju izbijanje uzlaznog trasera. Ali, kao i ranije, ovo objašnjenje nije moglo da izdrži jednu kritičku analizu, koju je u svojoj doktorskoj disertaciji izveo Ž. Radosavljević 1986. godine. Vrlo je lako, sada, pokazati, bilo računicom ili merenjima u laboratoriji, da će efekat korone na vrhu Franklinovog štapa u prirodnim uslovima pred nevreme, proizvesti veći broj elektrona od bilo kog upotrebljavanog radioaktivnog izvora. Ova zabluda pasioniranih i često ljutih pobornika radioaktivnih gromobrana, kojoj su se znatno suprostavljali specijalisti fizike pražnjenja, trajala je više od 60 godina. Konačno, dokazavši potpunu neefikasnost ali istovremeno i zbog prisutne neželjene opasnosti od radioaktivnog zračenja iz ovih gromobrana, sve zemlje Evrope i sveta zabranile su njihovu dalju upotrebu (Francuska 1985. godine, neke zemlje ranije, Jugoslavija 1991.). Ova kratka analiza istorijsko-naučnih peripetija kroz koje je prolazio radioaktivni gromobran, pokazala je ipak, da napore za poboljšanje zaštite od atmosferskih pražnjenja, treba usmeriti u pravcu iznalaženja mogućnosti formiranja povećane jonizacije na vrhu Franklinovog štapa, koja će pouzdano biti znatno veća od one koju daje efekat spontano nastale korone u prirodnim uslovima na vrhu Franklinovog štapa pred pojavu nevremena.
Najnovija ideja gromobranske hvataljke sa uređajem za rano startovanje, sastoji se u dirigovanju i vođenju spontane korone na vrhu Franklinovog štapa pred nailazak nevremena. Jedna ideja će u tu svrhu koristiti neprekidni niz impulsa visokog napona, dok će po drugoj biti generisana i u kontrolisanom nizu ponovljena varničenja između elektroda gromobranske hvataljke i vrha uzemljenog Franklinovog štapa koje ga okružuju. Neophodna energija za održavanje ovih tačno određenih i regulisanih pojava, uz pomoć ugrađene elektronike, crpe se iz okolnog prostora naraslog električnog polja pred pojavu atmosferskog pražnjenja. Analiza razvoja usponskih trasera ispitivanih gromobranskih hvataljki sa uređajem za rano startovanje, uz pomoć najsavremenije merne opreme, kamera i konvertora slike, pokazuje vrlo jasan, uvek ponovljen, dobitak u vremenu izbacivanja usponskog trasera u odnosu na običan Franklinov štap pri istim elektro-geometrijsko-klimatskim uslovima. U slučaju prisustva obe hvataljke, običnog Franklinovog štapa i Franklinovog štapa sa uređajem za rano startovanje istih geometrija i pri istim ostalim uslovima, celokupno pražnjenje će uvek biti u ovu drugu. Zbog svog kvaliteta da ranije starta usponskim traserom od bilo koje druge isturene i iritirane tačke na štićenom objektu, sve se dešava, dakle, kao da se rastojanje pražnjenja, a time i zaštitna zona ovog gromobrana, povećava za onoliko, za koliki je u tom dobijenom vremenu prevalio put ranije izbačeni traser iz gromobranske hvataljke sa uređajem za rano startovanje.
Danas, nakon izvedenih brojnih istraživanja i ispitivanja najsavremenijom opremom u prirodnim uslovima - "in situ" i u laboratorijama vrlo visokih napona, atmosferska pražnjenja su kroz brojne naučne programe verovatno potpuno izučena u svom nastajanju, razvoju i okončanju, sa svim svojim pojavama, fenomenima i veličinama koje ih prate.
Loptasta munja će, sigurno, još zadavati probleme dok i sve njene tajne ne budu bile otkrivene. Ovde, međutim, treba podsetiti, da obavljena jedino laboratorijska ispitivanja ne mogu biti isključivo merodavna za donošenje ispravnog suda o izučavanoj pojavi ili uređaju, jer velika zanemarivanja u ispunjavanju preciznih uslova teoreme elektrodinamičke sličnosti, mogu navesti na pogrešne zaključke. Rezultati dobijeni u laboratorijskim uslovima moraju biti dokazani i provereni i u realnim, prirodnim uslovima.
Atmosfersko pražnjenjenjeAtmosfersko pražnjenje odvija se u odvojenim uzastopnim udarima. Ovi udari groma dolaze jedan za drugim u vremenskim razmacima od nekoliko stotina delova sekunde i svaki udar ide istim kanalom, koji je jonizovan prvim udarom. Broj uzastopnih udara u jednom gromu može da iznese i preko 20, a najčešći broj udara je od 3 do 5. Ceo proces se odvija u vremenu od oko 100ms, a ponekad traje i čitavu sekundu.
Svaki udar groma ima svoje predhodno pražnjenje, koje se naziva traser (lider). Prvo uvodno pražnjenje je stepenasto. Varnica trasera krene iz oblaka, pređe izvestan put i zastane. Posle vremena reda 30 do 100 μs nastavlja put prelazeći rastojanje 50m do 100m, itd. Izgleda da munja svojim prvim traserom traži najpogodniji put za glavno pražnjenje, te otuda i njen krivolinijski i izlomljen oblik. Brzina kretanja pojedinih stepena je 5x10m/s, dok je srednja brzina stepenastog trasera, zajedno sa zastojima, oko 1.5x10m/s. Tačka u koju će grom da udari nije ničim određena u početku kretanja trasera, već na kraju puta, kada se traser približi zemlji na oko stotinu metara. Ovo rastojanje se naziva "udarno rastojanje" i zavisi od količine elektriciteta u kanalu trasera, odnosno od amplitude struje groma. Kada se traser približi zemlji na udarno rastojanje, nastaje glavno pražnjenje, gde sa zemlje pozitivna naelektrisanja teku ka oblaku po kanalu koji je traser već pripremio. Ovo povratno pražnjenje glavni je nosilac struje groma, pa otud je njegov intezitet svetlosti najveći. Brzina kretanja povratnog udara je oko 5x10m/s. Po završetku prvog pražnjenja dolazi drugo, treće i ostala pražnjenja u jednom gromu. Svako od ovih ponovljenih pražnjenja ima takođe po dve etape, uvodno (traser) i glavno pražnjenje. Traseri drugog i ostalih pražnjenja nisu stepenasti, već su kontinualni i kreću se po kanalu predhodnog udara.
Niko danas ne ignoriše činjenicu da električna pražnjenja mogu biti prouzrokovana naelektrisanim oblacima za vreme oluje. Procenuje se da su neprekidno aktivne, oko zemalje, oko dve hiljade oluja, koje proizvode stotinak pražnjenja svake sekunde. Među ovim pražnjenjima, ona koja pogađaju zemlju nazvana su udari groma, dok takođe postoje pražnjenja koja izbijaju unutar jednog oblaka, ili između više olujnih oblaka koja nazivamo munjama. Udare groma u zavisnosti od pravca razvoja trasera, treba podeliti na silazne i uzlazne udare groma. Na ravnim terenima najfrekventniji je silazni udar groma. Da bi se jedan uzlazni udar groma mogao da razvije, neophodno je prisustvo jedne značajne uzvišice na terenu. Na drugom mestu udari groma se dele po pravcu proticanja osnovne struje. Prema dogovoru negativni udar je određen kada se prazni jedan negativni oblak, a pozitivni udar groma je kada se prazni pozitivan deo oblaka (pozitivno ostrvce smešteno u dnu oblaka, a neki put i u gornjem delu oblaka - slika 1.).
Električna pražnjenja: oblaka-zemlja i zemlja-oblakSlikovita klasifikacija udara groma, tj. električnog pražnjenja između oblaka i zemlje prikazana je na sledećoj slici.
Negativno pražnjenje kreće silaznim kanalom od oblaka prema zemlji i umanjuje negativni naboj i time napon oblaka prema Zemlji slika a). To je najčešći tip atmosferskog električnog pražnjenja između oblaka i zemlje i javlja se u 90% od ukupnog broja slučajeva (primer iz prirode može se videti na sledecim slikama).
Pozitivno pražnjenje kreće silaznim kanalom od oblaka prema zemlji iz ćelije pozitivnog naboja oblaka slika b). Ovaj tip munje javlja se približno u samo 10% od ukupnog broja električnih udara oblak-zemlja.
Električna pražnjenja od zemlje prema oblaku (slika c) i d)) su relativno retka i većinom se uočavaju iznad visokih tornjeva, visokih građevina i iznad planinskih vrhova. Na sledećim slikama pokazani su usponski udari groma i to: iznad Ajfelove kule snimljen 1902.godine i usponskog udara groma na Mont San Salvatore u Švajcarskoj.
Električno pražnjenje unutar i između oblakaReč je o najčešćem vidu električnog pražnjenja, pražnjenju iz oblaka, ali koje ne dopire do zemlje. Jonizovani kanal kreće se horizontalo i može postići daljinu od više desetina km. Ponekad takav kanal munje ponovo ulazi u isti oblak ili u drugi susedni grmljavinski oblak. Primeri ovih munja snimljenih u prirodi mogu se videti na sledećim slikama.
Udar groma u vidu zaveseVezano za uzastopne udare, sledeća slika pokazuje jedno atmosfersko pražnjenje u jednom potpuno posebnom obliku, označenom sa "udar groma u vidu zavese". Objašnjenje ovog izgleda je vrlo jednostavno. Vetrom, masa vazduha koja je sačinjavala jonizovani kanal pražnjenja je pomerena u istom pravcu u kome je duvao vetar, noseći sa sobom kanal: ako je vetar pravilan i ravnomeran, kanal predstavlja jedno horizontalno pomeranje, ostajući paralelan samome sebi i svaki povratni luk će proizvesti po jednu pomerenu luminaciju u prostoru: takođe, ako je ukupno vreme pražnjenja u trajanju od jedne sekunde i ako je vetar brzine od 20 metara u sekundi (72km/h) na primer, "zavesa" će se raširiti 20 metara.
Loptasta munjaIako se radi o prirodnoj pojavi, loptaste munje su kroz istoriju ljudskog roda često zbunjivale naučnike, pogotovu što niko nikada nije uspeo da je proizvede ni u prirodnim ni u laboratorijskim uslovima. Loptasta munja se javlja najčešće u obliku jedne svetleće sfere, žute boje koja vuče prema narandžastoj u prečniku petnaest do dvadeset santimetara. Naglo se pojavi za vreme nevremena i ponaša se tako nepredvidljivo pre nego što će nestati za nekoliko sekundi. Često jednostavno izčezne, nekada eksplodira pričinjavajući pri tom štetu. U kuću može ući kroz prozor ili kroz dimnjak i tumarati po njoj dodirujući prisutne osobe. Ceo svet je manje ili više slušao o ovom fenomenu čije je ponašanje užasno ili po nekad smešno. Postoje brojni opisi od antičkih vremena do naših dana, ali često, na pitanje "Šta je to grom u obliku lopte?", fizičar mora da odgovori: ne zna se. Jedno je sigurno, loptasta munja će još zadavati probleme dok i sve njene tajne ne budu bile otkrivene.
„Loptaste munje“ se javljaju u severnoj hemisferi i na području Amerike jer su za njih potrebni posebni meteorološki uslovi. Njih izaziva prezasićenost negativnih jona u atmosferi i nemogućnost da se isprazne, pa se javljaju u vidu crvenih lopti, a ne u obliku klasičnih munja. One, najprostije rečeno, odskaču sa mesta na mesto kao da ih nosi vihor, i sigurno ih je bilo više. Nikola Tesla se u laboratorijskim uslovima igrao s njima. Ljudi koji ih vide uživo često ih povezuju sa vanzemaljcima, tačnije njihovim letelicama, a reč je o potpuno prirodnoj, ali retkoj pojavi. ‘’Loptaste munje’’ su obično prečnika 20 centimetara, pojavljuju se uz prasak, kao i obične munje, a ta pojava na nebu izgleda kao da neko nevidljiv žonglira svetlećim lopticama.
Svemirska munjaSa visokih planina i satelitskim snimanjem uočena su do skora nepoznata električna pražnjenja, usmerena od kumulonimbusa ka stratosferi, tj. jonosferi, dakle usmerena od Zemlje. Ova pražnjenja uglavnom se javljau u paru sa atmosferskim pražnjenjima od oblaka ka Zemlji. Slika prikazuje do sada identifikovane forme "svemirskih munja": Plavi mlaz (blue jet) (1) , Sprajt (sprite) (2) i Elv (Elve) – disk
Izvor:
niri.rs
Tema: GROM od antičkih mitova do današnjih istraživanja (Pročitano 2937 puta)