Súlyos időjárás 101
Villámtípusok
A legtöbb villám egy zivatar belsejében indul, és áthalad a felhő. Ezután a felhőben maradhat, vagy folytathatja a szabadban való utazást, és végül a földre jutást. Nagyjából 5-10-szer annyi vaku marad a felhőben, mint a földre haladó vaku, de az egyes viharoknál több-kevesebb villanás is elérheti a földet. Villámcsaphat ott, ahol nem esik, vagy még azelőtt, hogy az eső a földre érne!
Felhő-föld villanások
Tölteteloszlás tipikus viharfelhőben
Felfelé vagy lefelé megy a villám? A villanások kétféleképpen érhetik el a földet: természetesen lefelé (azok, amelyek a normál környezeti villamosítás miatt fordulnak elő), és mesterségesen elindítva vagy felfelé indítva. A mesterségesen indított villám olyan dolgokhoz kapcsolódik, mint a nagyon magas szerkezetek, rakéták és tornyok. A kiváltott villámok a “földtől” indulnak, ami ebben az esetben egy torony tetejét jelentheti, és felfelé halad a felhőbe, míg a “természetes” villámok a felhőben indulnak és a földre jutnak. A felfelé indított villám általában természetes villámra reagálva fordul elő, de ritkán „önindító” is lehet – általában erős széllel járó téli viharokban. A villámokat erős elektromos mezőkön átrepülő repülőgépek is kiválthatják. Ha a repülőgép a felhő alatt CG-villanás következhet be.
A felhő-föld villámok (CG) leggyakoribb típusában a negatív töltésű csatorna, amelyet lépcsős vezetőnek neveznek, nagyjából lefelé cikázik 50 yardos szegmensek villás mintával. Ez a lépcsős vezető láthatatlan az emberi szem számára, és rövidebb idő alatt lő a földre, mint amennyit villogni kell. Amint közeledik a földhöz, a negatív töltésű lépcsős vezető a pozitív töltés csatornáit idézi elő hogy felfelé nyúljon, általában a környéken lévő magasabb tárgyaktól, például egy fától, háztól vagy telefonoszloptól. Amikor az ellentétesen töltött vezető és streamer csatlakozik, akkor egy erős elektromos áram kezd áramlani. Ez a fényes fényességű visszatérő löket áram kb. , 0 00 mérföld / másodperc visszafelé a felhő felé. A negatív CG-vaku egy vagy akár 20 visszatérő löketből áll. Villámlást látunk, amikor a folyamat gyorsan többször megismétli önmagát ugyanazon az úton. A villámcsatorna áramának tényleges átmérője 1-2 hüvelyk, körülvéve egy töltött részecskék tartományával.
A leggyakoribb felhő-föld villanás negatív lépcsős vezetővel rendelkezik, amely lefelé halad a felhőn keresztül, majd egy felfelé haladó visszalökés következik. Ennek a villanásnak az a nettó hatása, hogy csökkenti a negatív töltést a felhőtől a földig, így negatív CG-nek (vagy -CG-nek) nevezik. Ritkábban egy lefelé haladó pozitív vezető, majd a felfelé visszatérő löket csökkenti a föld pozitív töltését, amelyet pozitív CG-nek (vagy + CG-nek) neveznek. + A CG-villogásoknak általában csak egyetlen visszatérő lökete van, és valószínűbb, hogy a -CG-knél tartós áram áramlik. Néhány vihar több + CG-t, és gyakrabban több -CG-t (és néhány mindkettőt) termel a viharokon belüli töltéseloszlás miatt. A zömében negatív CG-t termelő viharok általában a vihar életciklusának elején előállítják a CG-ket, és lényegesen több CG-t termelnek, mint a hasonló viharok, amelyek inkább pozitív CG-ket eredményeznek.
A “kékből jövő” egy CG, amely belülről indul felhő, kijön a vihar oldaláról, majd vízszintesen halad el a felhőtől, mielőtt földet érne. A kék színű csavar a földre csaphat egy olyan helyet, amelynek fölött “kék ég” van. Tehát még egy 6 mérföldnyire lévő vihar is veszélyes lehet.
Felhővillanások
Sok olyan villanás van, amely nem éri el a földet. Ezek többsége a felhőben marad, és felhőn belüli (IC) villámoknak hívják őket. A felhővillanásoknak néha vannak látható csatornái, amelyek a vihar körül a levegőbe nyúlnak (felhő-levegő vagy CA), de nem ütik meg a földet. A lapos villám kifejezés egy felhőbe ágyazott IC-vaku leírására szolgál, amely a vaku során fényességi lapként világít.
Egyéb villámokkal kapcsolatos kifejezések
Kapcsolódó kifejezés, a hővillám, minden olyan villám (IC vagy CG) vagy villám okozta megvilágítás, amely túl messze van a mennydörgés meghallgatásához . Lehet, hogy a kék fény szétszóródása miatt vöröses (“hő”) színű, mint a naplementék. A hővillámokkal kapcsolatban sok tévhit van, de ez nem különbözik a szokásos villámoktól. A villámok egyik felhőből a másikba is közlekedhetnek, vagy felhő-felhő (CC). A pók villámok hosszú, vízszintesen haladó villanásokra utalnak, amelyek gyakran a rétegfelhők alsó részén láthatók. A pók villámai gyakran a + CG villanásokhoz kapcsolódnak.
Átmeneti fényesemények
A nagy zivatarok képesek másfajta elektromos jelenségeket is létrehozni, amelyeket átmeneti fényeseményeknek (TLE) neveznek, amelyek magasan fordulnak elő a légkörben. Vizuálisan ritkán figyelhetők meg, és nem értik őket jól. A leggyakoribb TLE-k közé tartoznak a vörös öblök, a kék fúvókák és a manók.
A sprite közvetlenül az aktív zivatar felett jelenhet meg nagy, de gyenge váladékként. Általában egyidejűleg történnek erőteljes pozitív CG-villámlásokkal. A felhő tetejétől akár 60 mérföldre is kiterjedhetnek. A sprite többnyire vörös és általában legfeljebb néhány másodpercig tart, alakjaikat medúzára, sárgarépára vagy oszlopokra hasonlítják. Mivel a spritek nem túl fényesek, csak éjszaka láthatók. Ritkán láthatók emberi szemmel, ezért leggyakrabban nagyon érzékeny kamerákkal képezik őket.
Szórakoztató tény: A repülőgép-pilóták időnként arról számoltak be, hogy sok éven át láttak villámokat a viharok fölött, mire a kutatók érzékeny videokamerákkal dokumentálták az sprite-eket és más TLE-ket. a zivatarfelhő, de nem kapcsolódnak közvetlenül a felhő-föld villámokhoz. Keskeny kúpokban nyúlnak ki, kikerülve és eltűnve 25-35 mérföld magasságban. A gigantikus sugárok még magasabbra jutnak az ionoszférába. A kék sugárok a másodperc töredékéig tartanak, és a pilóták is tanúi lehettek. Kevesebb mint ezredmásodpercig tartanak, és az aktív felhőtől a földig terjedő villámok területei felett fordulnak elő. A tündék akkor jönnek létre, amikor egy energetikai elektromágneses impulzus kiterjed az ionoszférába. A tündéket 1992-ben fedezte fel egy gyenge fényviszonyú videokamera az Űrsiklón, és mára köztudottan földi gammasugár-villanásokkal (TGF-ek) vannak kapcsolatban. A TGF-eket a 2000-es években fedezték fel kozmikus gammasugarak észlelésére tervezett műholdak, de kiderült, hogy egyes jelek a földi zivatarokból érkeznek! Úgy tűnik, hogy a TGF ott keletkezik, ahol egy erős régióban erős elektromos mezők vannak, amelyek kozmikus sugár részecskék által beoltott részecskegyorsítóként működnek. Ez relativisztikus elektronnyalábokat is előállíthat. A normál villámlás a földön is érzékelhető röntgensugarakat eredményez.
Különböző típusú tranziens fényesemények (TLE) illusztrációja