Strela – električna razelektritev med nevihto: definicija in dejstva

Strela – kaj je električna razelektritev med nevihto, kako nastane, koliko ljudi udari letno, nevarnosti, zanimiva dejstva in ključni nasveti za varnost.

Za ekipo lige NHL glej Tampa Bay Lightning

Za bojno letalo iz druge svetovne vojne glej P-38 Lightning

Strela je močna električna razelektritev, ki nastane med nevihto. Zaradi zelo visokega električnega toka se zrak ob streli hitro segreje — pogosto na temperaturo, ki je večkrat višja od temperature površine Sonca — in se nato hitro razširi. To hitro širjenje zraka povzroči grmenje, ki ga slišimo kot grom. Strela se lahko pojavi znotraj oblaki (intraoblačna strela), med oblaki ali pa se prenese z oblaka na tla. Včasih (ob dežju) se strela prenese z oblaka na tla in lahko udari v človeka, žival, drevo ali objekt. Globalno strela vsako leto poškoduje ali ubije več tisoč ljudi; strel je zelo pogost pojav — po ocenah Zemljo zadane na stotine tisoč strel vsako leto, v povprečju nekaj deset do več deset utrinkov na sekundo. Znani so primeri zgradb, ki jih strela pogosto zadene: v Empire State Building je strela lahko udarila več sto- do več-krat na leto (včasih tudi do okoli 500-krat).

Kako nastane strela

V nevihtnih oblakih, zlasti v kumulonimbusih, prihaja do ločevanja električnih nabojev: pozitivni naboji se kopièijo v zgornjih slojih oblaka, negativni pa v spodnjih. Ta razdelitev nastane zaradi trkov ledenih delcev in kapljic v močnih vzgornikih in spustih zraka. Med oblakom in tlemi ali znotraj oblaka se lahko razvije velika napetost — včasih reda milijonov ali celo do nekaj deset milijonov voltov — dokler zračni upor ne popusti in ne pride do razelektritve.

Mehanizem razelektritve običajno poteka v več fazah:

• Stepped leader (stopničasti vodnik): ionizirana pot se počasi spušča iz oblaka proti tlom v stopnjah.
• Vzvratni udarec (return stroke): ko doseže blizu tal ali vzvišenega predmeta, se iz tal ali objekta v nekaj mikrosekundah vzpostavi močan tok nazaj proti oblaku — to je svetla in energetsko najbolj intenzivna faza, ki jo vidimo kot munjo.
• Follow-up in dart leader: lahko sledi več nadaljnjih udarcev po že ustvarjeni vodni poti.

Fizikalne lastnosti

Temperatura stebra strele lahko doseže približno 20.000–30.000 °C, kar povzroči močno ionizacijo zraka. Tokovi pri posameznem udarcu se gibljejo običajno od nekaj kA do več 100 kA, energija pa je zadostna za nastanek svetlobnega utripa, toplote in elektromagnetnega sevanja. Napetostne razlike med oblaki in tlemi so lahko v razponu milijonov voltov, zato se elektrika izmenično oddaja znotraj oblaka, med oblaki, ali med oblakom in tlemi.

Kako merimo in preučujemo strele

Strele preučujemo z različnimi instrumenti: radarskimi in satelitskimi opazovanji, zemeljskimi mrežami za zaznavanje udarov strele, visokohitrostnimi kamerami ter laboratorijskimi napravami. S Teslovo tuljavo ali Van de Graaffovim generatorjem je v nadzorovanih pogojih mogoče ustvarjati in preučevati manjše analogne razelektritve, kar pomaga razumeti osnovne procese ionizacije in prenosa naboja.

Varnost pred strelo

Osnovna pravila za varnost ob nevihti:

• Poiščite zavetje v trdni zgradbi ali avtomobilu; izogibajte se odprtim prostorom, vrhovom hribov in samostojnim drevesom.
• Ne stojite blizu kovins, ograj, vodnih površin ali električnih vodov.
• Če ste v zaprtih prostorih, se izogibajte dotikanju električnih naprav, cevi in radiatorjev — kovinski predmeti lahko prevajajo udarec.
• Priporočeno je pravilo 30/30: če po blisku sledi grmenje v manj kot 30 sekundah, ste v nevarnosti (bližina strel); počakajte vsaj 30 minut po zadnjem grmenju, preden zapustite zavetje.

Posledice

Strela lahko povzroči požare, poškodbe električnih in elektronskih naprav, razpoke v strukturah, poškodbe oseb in živali ter izpade električne energije. Odmevne stavbe in visoki objekti pogosto dobijo sistem za razelektritev, ki zmanjšuje poškodbe. V urbanih območjih so posledice pogosto manj smrtonosne zaradi zaščitnih ukrepov, medtem ko so v podeželskih območjih požari in neposredni udarci bolj nevarni.

Strele so sicer fascinanten naravni pojav, ki je predmet aktivnih znanstvenih raziskav — od osnovnih fizikalnih procesov do izboljšav sistemov za opozarjanje in zaščito.

Vprašanja in odgovori

V: Kaj je strela?

V: Kaj povzroča grmenje med nevihto?

V: Ali se strela pojavi samo med oblaki?

V: Koliko ljudi vsako leto udari strela?

V: Koliko strel udari v Zemljo vsako sekundo?

V: V katero znano stavbo je strela udarila kar 500-krat na leto?

V: Kako lahko ljudje izdelujejo in proučujejo strele?

Išči po črki